一种加长轴及其制造工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及零部件加工技术领域，尤其涉及一种加长轴及其制造工艺方法。
【背景技术】
[0002]在新产品开发设计阶段，为降低开发成本及缩短产品开发周期，在新产品设计数据(数模)冻结之前，主要进行新产品概念设计。在概念产品设计阶段完成后，为验证设计方案的可行性，通常需要对设计方案进行相关验证及基础数据采集工作，此时需要制作相关样件来进行相关设计方案的验证。惯用的做法是通过开发样件模具来实现样件制作，但由于模具开发一方面周期较长，另一方面设计方案还处于验证阶段，存在一定的风险，若此时进行模具开发会增加产品开发成本及风险，因此一般不采用开发模具的方式。
[0003]例如现有汽车上某轴类零部件长为600mm，为了新产品设计开发验证需要，现需加长50mm，即总长度达到650mm，以满足概念样车试验要求。对于这种情况，目前的技术手段为对现有零部件采用直接切断拉开加长的方式，如图1所示，将现有零部件沿中线切成两段，然后在两段零部件之间焊接上50mm的加长段，省去了加长模具的开发。但这种方式获得的加长轴存在以下缺陷:
[0004]一是焊接区域高度集中，导致焊接应力无法有效释放，增大了零部件断裂风险，影响改制后的零部件的使用寿命；
[0005]二是由于制造加工误差，加长段与原有零部件的同轴度不易保证，使得加长轴的同轴度较差。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种加长轴及其制造工艺方法，以提高加轴类零部件加长后的质量、使用寿命和同轴度。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案:
[0008]—种加长轴的制造工艺方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0009]a.选取相同的两件待加长的原始轴，分别标号为A轴和B轴，将A轴沿纵向中心线切割成等长的Al轴段和A2段;沿B轴纵向中心线向一侧移动预设距离后，画下与B轴纵向中心线平行的切割线，沿所述切割线将B轴切割成较长的BI轴段和较短的B2轴段；
[0010]b.选取Al轴段和BI轴段备用，并将其中一轴段的一端加工成阶梯轴，在另一轴段的端面上加工出于所述阶梯轴插接配合的圆槽；
[0011]c.分别在Al轴段和BI轴段相互配合的端面进行开坡口处理，并将Al轴段和BI轴段插接后在对接处进行焊接，形成C轴；
[0012]d.加工保护套，保护套的尺寸满足其套接在C轴外部后与C轴间隙配合，且在保护套上开设多个塞焊孔，多个塞焊孔沿保护套的周向呈环形布置；
[0013]e.将保护套套接在C轴上，并将塞焊孔所在圆周与Al轴段和BI轴段的对接处对齐，然后在各个塞焊孔处进行焊接；
[0014]f.在保护套的一端与Al轴段进行焊接固定，另一端与BI轴段进行焊接固定。
[0015]优选地，所述加长轴的制造工艺方法还包括以下步骤:
[0016]在Al轴段上加工第一定位销孔，在BI轴段上加工第二定位销孔；
[0017]在加工保护套时，在保护套上加工出第三定位销孔和第四定位销孔；
[0018]在将保护套套接在C轴上时，将第三定位销孔与第一定位销孔同轴对齐，且将第四定位销孔与第二定位销孔同轴对齐;然后将第一定位销穿过第三定位销孔与第一定位销孔后焊接固定，将第二定位销穿过第四定位销孔与第二定位销孔后焊接固定，且定位销的焊接过程在塞焊孔处焊接之前进行。
[0019]优选地，所述第三定位销孔的轴线与所述第四定位销孔的轴线相互垂直。
[0020]优选地，在塞焊孔处焊接时，沿C轴纵向中心线方向，以塞焊孔的最高点为焊接起点，然后沿塞焊孔的边缘按逆时针方向在每隔90度的位置添加焊液一次。
[0021 ]优选地，所述塞焊孔为四个，每相邻两个所述塞焊孔之间的夹角为90度，且在焊接时，先对一对相对布置的塞焊孔同时施焊，再对另一对相对布置的塞焊孔同时施焊。
[0022]优选地，在第一定位销和第二定位销焊接时，沿C轴纵向中心线方向，以对应的定位销孔的最高点为焊接起点，然后沿定位销孔的边缘按逆时针方向在每隔90度的位置添加焊液一次。
[0023]优选地，所有焊接操作中的焊接材料均为J506焊条。
[0024]一种加长轴，包括Al轴段、BI轴段和保护套，所述Al轴段上的阶梯轴端面与所述BI轴段端面上的圆槽插接配合，并在对接处焊接固定形成C轴;所述保护套套接在所述C轴上并与所述C轴间隙配合，且所述保护套上设有多组塞焊孔，多组所述塞焊孔沿所述保护套的周向呈环形布置;且所述塞焊孔所在圆周与所述Al轴段和所述BI轴段的焊缝对齐，并在所述塞焊孔处以及所述保护套的两端分别与所述C轴焊接固定。
[0025]优选地，所述Al轴段上设有第一定位销孔，所述BI轴段上设有第二定位销孔，所述保护套上设有与所述第一定位销孔同轴的第三定位销孔以及与所述第二定位销孔同轴的第四定位销孔;第一定位销穿过所述第一定位销孔、第三定位销孔后焊接固定，第二定位销穿过所述第二定位销孔、第四定位销孔后焊接固定。
[0026]优选地，所述第一定位销与所述第二定位销垂直设置。
[0027]本发明的有益效果在于:
[0028]本发明提供的加长轴的制造工艺方法，利用两根相同的待加长的原始轴作为加长基础，用以满足轴的加长长度需求，从两根原始轴中截取的轴段采用插接的方式连接，提高了加长轴的同轴度，在轴段对接处进行焊接，并使用保护套，利用保护套上的塞焊孔在加长轴的焊缝处焊接固定，并将保护套的两端同时与加长轴焊接固定，保护套提高了加长轴的强度，降低了加长轴断裂的风险，利于提高加长轴的使用寿命。
[0029]本发明还提供了一种加长轴，该加长轴由Al轴段和BI轴段插接配合，具有良好的同轴度，并有保护套在Al轴段与BI轴段的对接处进行保护，优化了对接处焊缝的应力分布，提高了加长轴的强度和使用寿命。
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中
[0031]图1为现有技术中制得的加长轴的结构示意图；
[0032]图2为本发明实施例提供的加长轴制造工艺方法的流程图；
[0033]图3为本发明实施例中A轴的主视图；
[0034]图4为本发明实施例中B轴的主视图；
[0035]图5为本发明实施例中Al轴段的主视图；
[0036]图6为本发明实施例中BI轴段的主视图；
[0037]图7为本发明实施例中C轴的主视图；
[0038]图8为本发明实施例中保护套的剖视图；
[0039]图9为本发明实施例中加长轴的主视图；
[0040]图10为本发明实施例中加长轴的爆炸图。
[0041]其中上述附图中的标号说明如下:
[0042]1-A轴，2-B轴，3-C轴，4-保护套，5-加长轴，6-第一定位销，7-第二定位销；
[0043]n-A1轴段，12-A2段，13-圆槽，14-第一定位销孔；
[0044]21-B1轴段，22-B2轴段，23-阶梯轴，24-第二定位销孔；
[0045]41-塞焊孔，42-第三定位销孔，43-第四定位销孔；
[0046]al-A轴纵向中心线，bl_B轴纵向中心线，cl_B轴切割线；
[0047]a?f_加长轴制造工艺方法的步骤。
【具体实施方式】
[0048]为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。
[0049]参考图2，本发明实施例提供的加长轴的制造工艺方法包括以下步骤:
[0050]步骤a.选取相同的两件待加长的原始轴，分别标号为A轴和B轴，如图3和图4所示，将A轴I沿A轴纵向中心线al切割成等长的Al轴段11和A2段12;对于B轴2，沿B轴纵向中心线bl向一侧移动预设距离后，画下与B轴纵向中心线bl平行的B轴切割线Cl，沿所述B轴切割线c将B轴2切割成较长的BI轴段21和较短的B2轴段22;其中，在B轴2上移动的预设距离等于以下步骤中BI轴段21插入Al轴段11中的距离与原始轴待加长的距离之和。
[0051 ]步骤b.选取Al轴段11和BI轴段21备用，并将其中一轴段的一端加工成阶梯轴，在另一轴段的端面上加工出于所述阶梯轴插接配合的圆槽;在本发明实施例中，所述Al轴段11的端面加工成了圆槽13，所述BI轴段的一端加工成了阶梯轴23，如图5和图6所示。
[0052]步骤c.分别在Al轴段11和BI轴段21相互配合的端面进行开坡口处理，其中，坡口优选为V形坡口，然后将Al轴段和BI轴段插接后在对接处进行焊接，形成C轴3，如图7所示；
[0053]步骤d.加工保护套4，参考图8，保护套4的尺寸满足其套接在C