半軸校直的新工藝研究

文/尋寶明·徐州開元世紀重型鍛壓有限公司

半軸校直的新工藝研究

文/尋寶明·徐州開元世紀重型鍛壓有限公司

半軸用來將差速器半軸齒輪輸出的動力傳給驅動輪或輪邊減速器，是汽車傳動系統的一個重要組成部分。半軸內端以花鍵連接著半軸齒輪，半軸齒輪在工作時只將扭矩傳給半軸，幾個行星齒輪對半軸齒輪施加的徑向力是互相平衡的，因而并不傳給半軸內端。主減速器從動齒輪所受徑向力則由差速器殼的兩軸承直接傳給主減速器殼，半軸內端只受扭矩而不受彎曲力矩。半軸是汽車的軸類零件中承受扭矩最大的零件，為了滿足半軸的強度要求，多年來，世界各國除了用各種各樣的計算方法外，還在材料選擇、毛坯成形、機械加工和熱處理等方面進行著不懈的努力。

半軸校直工藝

半軸齒輪廣泛用于汽車、拖拉機等機械的差速器中，應用面廣，需求量大。采用精密模鍛生產半軸的工藝流程為：棒料切斷→法蘭、花鍵部分熱鐓輾成形（感應加熱、預鐓機和擺輾機） →正火→淬火、回火→噴砂→打中心孔→校直→法蘭和花鍵部分切削加工→感應加熱淬火、回火→校直→磁力探傷→法蘭部分加工。

通過以上的工藝流程可以看出，校直只是半軸生產工序中的兩個環節，可以分為粗校直和精校直。但是校直工序對半軸的性能及其生產成本有著很大的影響。本文主要是對半軸在校直工序各種工藝的對比及新工藝研究。

傳統的半軸校直可以稱之為物理方法校直，就是讓半軸彎曲的地方反向受力，使之在反方向過彎曲，然后反彈達到校直的目的。如圖1所示。

傳統物理方法校直半軸存在以下缺點：①操作繁瑣；②施壓點不準確；③下壓量難以把握；④校直效率極低；⑤勞動強度大；⑥對半軸金屬纖維有一定的破壞，半軸品質降低；⑦校直精度極低，原材料利用率極低。

半軸校直設備

隨著汽車工業對半軸的要求越來越嚴格，采購價格越來越低，迫使半軸生產企業需要在半軸生產的每個工序提高生產效率、提高半軸品質和降低生產成本。針對市場需求，我公司研發了一種新型的半軸校直工藝，也稱為熱校直方法。該工藝通過四件模具同時對熱半軸進行擠壓，在保壓的同時，用冷卻水對半軸進行冷卻，達到校直的目的。校直設備如圖2所示。

圖1 傳統物理校直方法

圖2 半軸校直設備

圖2 所示的設備包括機架、校直滑塊、校直油缸、壓平缸、頂出缸、動力系統及電氣控制系統等；校直滑塊分為四件，分四個方向安裝在機架內部，用于校直半軸桿部，每個校直滑塊連接有三個校直油缸；壓平油缸安裝在機架上部，用于壓平汽車半軸的法蘭盤；頂出缸安裝在機架的底部，用于頂出工件；校直油缸、壓平油缸和頂出油缸均采用位移傳感器來控制其位移達到精準的運動；該設備具有熱校直、保壓冷卻的工藝特點，其優點是能夠大大提高半軸性能，金屬纖維沒有受到任何損傷；校直精度高，節約原材料，校直效率大大提高。

該設備主要由主機、液壓控制系統及電氣控制系統等組成。

主機部分

主機主要由機架、液壓油缸、滑塊及其他輔件組成。

⑴機架。機架由Q235-A優質鋼板焊接而成，焊后采用退火處理以徹底消除焊接應力，退火后表面經噴丸處理、焊縫經打磨處理，無焊渣和留疤現象。保證上梁具有良好的強度和剛度。機架上加工有校平缸、校直油缸及頂出缸安裝孔，用于安裝油缸。

⑵液壓油缸。設備校直油缸為四面共12個活塞式油缸，缸體通過法蘭與機身連接，活塞桿與滑塊連接，缸體材料為35#鍛件，活塞桿材料為45#鍛件，活塞桿表面進行淬火處理，硬度達到HRC45以上，活塞缸密封采用國內優質Yx形密封圈密封，密封可靠，使用壽命長。

⑶滑塊。采用四周同步向內擠壓的方式校直工件，故有四部分完全相同的滑塊，且四部能組合成一個完整的中空（圓孔）實體件。滑塊導向為圓柱導向桿導向，保證滑塊導向精度和防止校直滑塊受偏載旋轉，導軌間隙可調，導向精度高。滑塊下部安裝有直線導軌，以便滑塊運動自如。直線導軌下部安裝有可更換的淬火板。

液壓控制系統

液壓傳動和控制系統主要由泵、閥塊、冷卻過濾系統、壓力顯示和控制系統、管路等組成，借助于電氣系統的控制，完成液壓機各種動作的控制。

⑴動力系統。液壓系統中的校直滑塊油缸、壓緊油缸和頂出油缸均采用YCY14-1B恒功率軸向柱塞泵供油，校直滑塊油缸采用單獨的液壓系統。

⑵油箱。油箱本體為鋼板焊接結構，油箱安裝時進行酸洗、鈍化和防銹處理。油箱上設有油位指示和濾油器堵塞顯示及報警功能。液壓控制閥塊在油箱上平面有序排列，液壓管路及電纜走線管（槽）排列整齊。

⑶油液冷卻和過濾。液壓系統設有水冷卻和過濾裝置，用以保持液壓系統的清潔度和使用油液溫度在液壓系統允許的范圍之內。

⑷管路。液壓系統中高壓管路采用法蘭連接，防止管路泄漏，管路安裝時進行酸洗鈍化處理，管路為冷拔精密無縫鋼管，在管路中易產生共振的地方加有阻尼減振裝置，并采用抗振管夾和耐振壓力表。

⑸壓力顯示裝置。本機主缸的壓力顯示采用耐振壓力表顯示和數字顯示，壓力調整采用遠程調壓閥實現，當遠程調壓閥調整壓力時，壓力調壓范圍為公稱壓力的10%～100%。

電氣控制系統

電氣控制系統分為動力系統和控制系統兩部分，動力部分包括控制總電源、各個電動機的啟停及保護開關等；控制部分包括控制箱，主操作臺和移動操作臺等。

控制箱安裝有PLC可編程序控制系統，可完成對該機的全部動作的控制，主操作臺可完成該機的全部動作的操作，主操作臺上設有液壓機各部分動作的操作按鈕，功能轉換開關、觸摸屏、各個電機的啟停按鈕及各部分的報警、監視指示燈等。移動操作臺主要用于半自動工作，上有雙手壓制按鈕、回程和急停按鈕，以及有電指示燈。

結束語

以上介紹的半軸校直新工藝及設備，采用一臺機械手配合完成，可以做到更加理想的效果。其最突出的優勢是，半軸產品的品質大大提高，生產效率大大提高，原材料利用率大大提高。