[发明专利]一种表面强化内台阶轴内孔精密成形工艺

权利要求书

1.一种表面强化内台阶轴内孔精密成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)设计坯料：坯料(1)的设计长度是L，设计内外径分别为R1和R2，坯料凸起处长度为W，凸起处高度为h2；芯轴台阶半径差h1，芯轴台阶长L1；坯料(1)设计比例W:L1:(h2-h1)＝(6～7):(9～10):1

2)取下芯轴的润滑剂塞(3)，向芯轴的润滑剂主流道(4)内部泵入润滑剂，使泵入的润滑剂填充润滑剂主流道(4)、润滑剂分流道(5)构成的内部区域，泵入完成后装上润滑剂塞(3)；

3)旋锻成形大内孔：芯轴与坯料(1)装配好，通过芯轴后部的安装孔(9)装上旋锻机，芯轴和坯料(1)一起受到锻模的高频锻打，坯料(1)管径收缩变形，包紧芯轴，通过芯轴保证大内孔加工的精度；

4)旋锻成形小内孔：调整芯轴与坯料(1)的位置，从坯料(1)凸起处开始旋锻，坯料(1)凸起处的管径再次收缩变形，包紧芯轴，通过芯轴保证小内孔加工的精度；成形完成后，坯料(1)外表面不再有凸起；

5)表面二次强化：更换使用强化用模具(6)，装配上旋锻机，降低旋锻机电机转速从而减小模具冲击能量，对内孔旋锻完成的坯料(1)整体表面进行锻打，在坯料(1)的表面附加均匀的压应力，实现类似喷丸冲击的表面二次强化效果；

6)抽出芯轴：表面二次强化加工完成，抽走工件，进行下一根坯料(1)加工。

2.根据权利要求1所述的一种表面强化内台阶轴内孔精密成形工艺，其特征在于：所述的芯轴分为整体芯轴(2-1)和分体芯轴(2-2)两种；整体芯轴(2-1)内部有沿轴线方向的润滑剂主流道(4)，在润滑剂主流道(4)的不同位置，从润滑剂主流道(4)分枝出去沿径向有润滑剂分流道(5)，润滑剂分流道(5)在径向从整体芯轴(2-1)外表面贯通至润滑剂主流道(4)，在整体芯轴(2-1)外表面露出流道孔，润滑剂主流道(4)截面积与润滑剂分流道(5)截面积应满足以下公式：

S_主＝N·S_分

其中，S_主为润滑剂主流道(4)截面积；S_分为单个润滑剂分流道(5)截面积；N为润滑剂分流道(5)总数；

分体芯轴(2-2)适用于整体芯轴(2-1)旋锻加工后无法抽芯的情况，分体芯轴(2-2)包括直段芯轴(7)、台阶段芯轴(8)，直段芯轴(7)、台阶段芯轴(8)通过螺纹连接，台阶段芯轴(8)直径与工件大小内孔设计尺寸相同；直段芯轴(7)、台阶段芯轴(8)内部也设计有主流道(4)、润滑剂分流道(5)；整体芯轴(2-1)、分体芯轴(2-2)的后部设有安装孔(9)。

3.根据权利要求2所述的一种表面强化内台阶轴内孔精密成形工艺，其特征在于：所述的润滑剂分流道(5)沿芯轴圆周方向均匀分布四排，沿芯轴轴线在难脱模位置密集排布，在易脱模位置稀疏排布。

4.根据权利要求1所述的一种表面强化内台阶轴内孔精密成形工艺，其特征在于：所述的强化用模具(6)表面设计有球状凸起(10)。

5.根据权利要求4所述的一种表面强化内台阶轴内孔精密成形工艺，其特征在于：所述的强化用模具(6)的单圆弧面上分布3～5个球状凸起(10)，球状凸起(10)自身半径不超过4mm，且到模具边缘的最近距离d20mm；沿单圆弧周向方向，两相邻的球状凸起(10)夹角成30°。