耐磨圆轴冷挤压加工方法及制动蹄滚轮轴加工方法与流程

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种耐磨圆轴冷挤压加工方法及制动蹄滚轮轴加工方法。

背景技术：

在机械加工领域中，对于非国标的圆轴，一般需要通过车床或其他工艺进行加工，加工成本较高，且表面耐磨性较差，对于耐磨性要求较高的圆轴需要进行耐磨处理。

车辆制动器是车辆的重要部件，是保证行车安全的关键。目前常用的车辆制动器包括鼓式制动器和盘式制动器。当前国内挂车、半挂车、货车广泛使用的鼓式制动器是由制动底板、制动蹄、摩擦衬片、制动蹄支承销、凸轮轴、回位弹簧、调整臂、拉簧、滚轮轴、滚轮等零部件组成。其中滚轮轴也称为制动蹄滚轮销，和滚轮一起使用，滚轮套接在滚轮轴上，当踩动刹车时，凸轮轴的凸轮曲面推动滚轮将制动蹄张开，制动蹄上的摩擦衬片与转动着的制动鼓内圆柱面接触，产生摩擦阻力距，实施制动，因此，对滚轮轴的机械性能要求很高，如果滚轮轴发生故障将直接导致制动失效。

在现有技术中，滚轮轴的结构如图1所示，一般使用45#圆钢经热锻造、机加工而成，锻造工艺复杂、生产效率较低，尤其是锻造后需要对零件的各个面进行加工，加工量大，导致该产品的生产成本很高。部分厂家试验采用挤压工艺进行加工，但是因工艺设计不合理、变形量过大等因素，产品表面有大量裂纹，无法得到合格产品。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种耐磨圆轴冷挤压加工方法及制动蹄滚轮轴加工方法，圆轴和制动蹄滚轮轴的杆部挤压后直接成形，加工量少，降低了加工成本，提高了生产效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：耐磨圆轴冷挤压加工方法，将45#圆钢按长度下料，先退火、喷丸去氧化皮，再将圆钢放入90℃～110℃的石墨乳溶液中浸泡后取出，再放入冷挤压模具挤压，冷挤压模具的模腔为竖直的圆柱形，凸模下端为圆柱形，其直径与圆钢直径相等，模腔的直径比圆钢的直径大0.8mm～1mm，圆钢的下部在模腔中向外膨胀形成表面光洁的轴身，多余的金属沿凸模与凹模之间的间隙向上流动形成毛边，控制毛边的高度在6mm与15mm之间，工件经去除毛边、倒角得到耐磨圆轴。

优选的，石墨乳溶液为石墨乳加水稀释1倍后的溶液。

优选的，退火的具体过程为：缓慢加热到720℃，保温2小时，随炉冷到500℃出炉，自然冷却至常温。

优选的，圆钢在石墨乳溶液中浸泡50秒～60秒。

优选的，冷挤压时，凸模下行速度为20～30mm/s。

一种制动蹄滚轮轴加工方法，按照权利要求1所述的耐磨圆轴冷挤压加工方法加工制动蹄滚轮轴的轴身，然后对轴身倒角、车退刀槽、车卡槽，通过冷冲压工艺加工腰圆形轴肩，轴肩的中部设置有与轴身过盈配合的通孔，然后通过摩擦焊工艺将轴身带有退刀槽的一端与轴肩焊接。

本发明的有益效果是：一种耐磨圆轴冷挤压加工方法，将45#圆钢按长度下料，先退火、喷丸去氧化皮，再将圆钢放入90℃～110℃的石墨乳溶液中浸泡后取出，再放入冷挤压模具挤压，冷挤压模具的模腔为竖直的圆柱形，凸模下端为圆柱形，其直径与圆钢直径相等，模腔的直径比圆钢的直径大0.8mm～1mm，圆钢的下部在模腔中向外膨胀形成表面光洁的轴身，多余的金属沿凸模与凹模之间的间隙向上流动形成毛边，控制毛边的高度在6mm与15mm之间，工件经去除毛边、倒角得到耐磨圆轴，对于阶梯轴，如制动蹄滚轮轴也可以采用该加工方法加工轴身，通过本方法，产品的杆部（轴身）表面挤压后直接成形，因此表面的加工量少，降低了加工成本，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明加工的制动蹄滚轮轴的结构示意图。

图2是本发明加工的制动蹄滚轮轴的爆炸图。

附图标记说明：

1——轴身 2——轴肩。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

实施例一。

耐磨圆轴冷挤压加工方法，将45#圆钢按长度下料，该长度根据加工后毛边的高度反推计算，应保证毛边的高度在6mm与15mm之间，既保证金属完全充满型腔，也控制了废料的比例，从而提高材料利用率，本发明的材料利用率可以达到98%以上。

将圆钢进行退火、喷丸去氧化皮，退火的具体过程为：缓慢加热到720℃，保温2小时，随炉冷到500℃出炉，自然冷却至常温，从而降低硬度，细化晶粒，利于冷锻时材料流动。

接下来将圆钢放入90℃～110℃的石墨乳溶液中浸泡后取出，使得石墨乳溶液附在圆钢的表面，90℃～110℃的温度使得石墨乳溶液成膜均匀。在现有技术中，一般是使用石墨乳溶液喷涂在模具的型腔表面，从而便于脱模和保护模具，而本方案将浓度较高的石墨乳成膜与工件表面，从而使得工件变形后的表面光洁度非常高，不需要再次加工。

将工件放入冷挤压模具挤压，冷挤压模具的模腔为竖直的圆柱形，凸模下端为圆柱形，其直径与圆钢直径相等，模腔的直径比圆钢的直径大0.8mm～1mm，圆钢的下部在模腔中向外膨胀形成表面光洁的轴身，多余的金属沿凸模与凹模之间的间隙向上流动形成毛边，控制毛边的高度在6mm与15mm之间，工件经去除毛边、倒角得到耐磨圆轴，耐磨圆轴的长度通过凸模下行至最低点时，凸模下端与轴身模腔底部之间的距离予以保证。通过本技术方案，工件经过冷挤压后需要的加工步骤很少，表面光洁度高、硬度高，耐磨性好，降低了加工成本，提高了生产效率。

进一步的，石墨乳溶液为石墨乳加水稀释1倍后的溶液，使用的石墨乳为锻造石墨乳。

模腔的直径比圆钢的直径大0.8mm～1mm，该数值不宜过大或过小，过大时轴身表面的光洁度较差，轴身容易产生裂纹，且可能使得腰圆形轴肩相对轴身发生偏移，而较小时挤压阻力较大导致模具容易损坏，圆钢挤压变形后表面发生冷作硬化，表面硬度增加，具有良好的机械性能。

进一步的，圆钢在石墨乳溶液中浸泡1分钟左右。

冷挤压时，凸模下行速度为20～30mm/s，工件变形均匀，该凸模下行速度也是为了使表面发生冷作硬化。

实施例二。

如图1、图2所示，本实施例为一种制动蹄滚轮轴加工方法，制动蹄滚轮轴包括轴肩2、轴身1，轴身1较长，需要有较好的耐磨性，使用实施例一的方法加工轴身1，然后对轴身1倒角、车退刀槽、车卡槽，通过冷冲压工艺加工腰圆形轴肩2，轴肩2的中部设置有与轴身1过盈配合的通孔，然后通过摩擦焊工艺将轴身1带有退刀槽的一端与轴肩2焊接。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。