[发明专利]基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺及装置

说明书

本发明涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，提供了一种基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺及装置，该装置包括两个芯棒、两个板式楔横轧模具和模具驱动单元；两个具有相向等速直线运动的模具布置在棒料的径向，两个具有随动旋转运动的芯棒布置在棒料的轴向两侧。所述工艺包括：下料、设计芯棒及轧辊、实心圆棒料加热到设定变形温度、实心圆棒料被所述装置轧制成盲孔新能源车轴毛坯零件。本发明成形精度约为±0.5mm，材料利用率超90％、成形效率约为20件/分钟，且通过大断面收缩率的对称轧制实现了晶粒细化，相较于现有的切削和挤压工艺，具有材料利用率高、材料性能好、成形效率高、经济性能好等优点，在批量大、品种单一且结构盲孔化的新能汽车轴制造领域具有明显经济优势。

技术领域

本发明涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，特别涉及一种基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺及装置。

背景技术

近几年，随着世界石油价格不断攀升，环境保护要求不断提高，新能源汽车技术的研究与产业化得到了广泛的关注。新能源汽车是当前汽车工业的发展趋势，是国家重点扶持的一个新兴产业。在实际生活中，一方面要满足人民对汽车等日常生活用品的物质、文化的需要，另一方面也要降低对环境的污染与破坏，这就要求合理改进汽车零部件的结构，在保证新能源汽车安全性能的基础上，降低整车重要以增加行驶里程，从而缓解“里程焦虑”。

因此，新能源汽车的结构轻量化成为本领域的重要发展方向，考虑到新能源汽车轴类零件承载扭矩的工作特点决定了芯部材料的作用效果较小，故在保证结构整体刚度的基础上结构空心化是轻量化的有效方式，可以在保证服役性能前提下显著降低部件重量。相较于实心及空心轴类零件，新能源汽车盲孔轴具有以下优势：(1)在保证强度的基础上，节材减重，减少材料消耗，减轻整个车轴的重量；(2)盲孔轴转动惯量小，可提高快速转动的响应性能，提高整车的启停速度；(3)盲孔轴两侧方便放置探头，便于日常无损检测，增大汽车的安全性。相关数据表明，若新能源汽车的整车运动部件减重10％，可节油14％左右。随着盲孔轴在交通运输行业的应用逐渐增加，盲孔轴成形制造技术成为亟待解决的关键技术。

目前，盲孔轴类零件的成形工艺主要是利用车削加工内孔，该工艺材料利用率低，尤其是对于长轴深孔加工成本较高，且不能得到均匀的金属流线，生产效率低、材料利用率低、毛坯余量大、辅助设备多且吨位重等问题。

楔横轧工艺是一种先进的回转类零件成形工艺，与传统的锻造工艺、挤压工艺和机械加工工艺生产轴类零件比较，具有生产效率与材料利用率高、产品成形质量稳定、组织性能良好等优点，迄今为止楔横轧工艺在汽车领域得到了广泛应用。

楔横轧典型的结构有两辊式、三辊式和板式，其中板式楔横轧因为模具加工简单、不需要导板装置，具有其独特的工艺特性，尤其适合与大断面收缩率或带切断的楔横轧工艺中。但是现有板式楔横轧工艺仅能成形实心轴类零件或者通孔轴类零件，暂无法成形盲孔类零件。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的存在的问题，提出了本发明一种基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺及装置，对现在楔横轧技术进行升级与发展，充分利用楔横轧的两侧端面凹心缺陷，在传统板式楔横轧技术上添加两个芯棒，通过芯棒对楔横轧的凹心缺陷进行精确控制，采用对称轧制的方式一次旋转得到两个盲孔新能源车轴毛坯，从而高效精密楔横轧成形新能源盲孔车轴。

本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺，包括：

S1、依据体积守恒原则，通过计算盲孔新能源车轴的体积得到实心圆棒料的下料尺寸；