轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸确定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车零件制造领域，具体涉及一种用于确定轿车等速万向传动中间旋 锻轴毛坯的内外径尺寸的轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸确定方法。
【背景技术】
[0002] 旋锻工艺具有表面成形质量好、连续的纤维流线、容易形成变截面变厚度结构、表 面具有残余压应力、成形效率高、材料利用率高、轻量化等优势，在小尺寸和承受大扭矩的 轿车等速万向传动中间轴成形中具有明显的优势，旋锻成形将成为变截面、变壁厚中间轴 管制造的大趋势。
[0003] 轿车等速万向传动中间轴是利用无缝钢管作为毛坯，通过无芯棒旋锻、含芯棒旋 锻、渐开线花键成形等工艺形成的变截面、变壁厚空心轴管。然而，毛坯的内外径尺寸是影 响旋锻工艺参数制定、旋锻质量、旋锻效率等的重要参数，因此，在采用旋锻工艺制造等速 万向传动中间轴时，毛坯的内外径尺寸是加工制造的最原始尺寸。
【发明内容】
[0004] 本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种用于确定轿车等速万向 传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸的轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸确 定方法。
[0005] 本发明提供了一种用于确定轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸的 轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步 骤1，根据轿车等速万向传动中间旋锻轴的旋锻工艺要求，确定轿车等速万向传动中间旋锻 轴毛坯的硬度范围；步骤2,根据含芯棒旋锻工艺特性，确定轿车等速万向传动中间旋锻轴 毛坯的内径尺寸；步骤3,通过对轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯进行力学试验，得到轿 车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的加工硬化特性曲线和轿车等速万向传动中间旋锻轴毛 坯的硬度与强度的转换关系；步骤4,根据无芯棒旋锻成形理论，建立无芯棒旋锻真实等效 应变与轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯旋锻前后的壁厚和内外径之间的关系；步骤5， 根据轿车等速万向传动中间旋锻轴的渐开线花键成形的硬度要求，确定轿车等速万向传动 中间旋锻轴毛坯旋锻后的最高硬度；步骤6,根据最高硬度和加工硬化特性曲线，确定等速 万向传动中间旋锻轴毛还的最大外径。
[0006] 本发明的等速万向传动中间旋锻轴毛坯内外径尺寸确定方法还可以具有这样的 特征：其中，轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内径尺寸是根据含芯棒旋锻工艺要求中 芯棒的尺寸来确定的。
[0007] 本发明的等速万向传动中间旋锻轴毛坯内外径尺寸确定方法还可以具有这样的 特征：其中，步骤3包含：步骤3-1，对所述轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯进行力学试 验，得到所述轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的加工硬化特性曲线；步骤3-2,根据加工 硬化特性曲线得到所述加工硬化关系式：
[0008] σ *= K ε η
[0009] 其中，为真实应力，ε为真实应变，η为形变硬化指数，K为形变强化系数。
[0010] 本发明的轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸确定方法还可以具有 这样的特征：其中，所述无芯棒旋锻真实等效应变与轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯旋 锻前后的壁厚和内外径之间的关系为：
【主权项】
1. 一种轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸确定方法，用于确定轿车等速 万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，根据轿车等速万向传动中间旋锻轴的旋锻工艺要求，确定轿车等速万向传动中 间旋锻轴毛坯的硬度范围； 步骤2,根据含芯棒旋锻工艺特性，确定所述轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内径 尺寸； 步骤3,通过对所述轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯进行力学试验，得到所述轿车等 速万向传动中间旋锻轴毛还的加工硬化特性曲线和所述轿车等速万向传动中间旋锻轴毛 坯的硬度与强度的转换关系； 步骤4,根据无芯棒旋锻成形理论，建立无芯棒旋锻真实等效应变与轿车等速万向传动 中间旋锻轴毛坯旋锻前后的壁厚和内外径之间的关系； 步骤5,根据所述轿车等速万向传动中间旋锻轴的渐开线花键成形的硬度要求，确定所 述轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯旋锻后的最高硬度； 步骤6,根据所述最高硬度和所述加工硬化特性曲线，确定所述等速万向传动中间旋锻 轴毛还的最大外径。
2. 根据权利要求1所述的轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸确定方法， 其特征在于 其中，所述轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内径尺寸是根据含芯棒旋锻工艺要求 中芯棒的尺寸来确定的。
3. 根据权利要求1所述的轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸确定方法， 其特征在于 其中，步骤3包含： 步骤3-1，对所述轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯进行力学试验，得到所述轿车等速 万向传动中间旋锻轴毛还的加工硬化特性曲线； 步骤3-2,根据所述加工硬化特性曲线得到所述加工硬化关系式： σ *= K ε n 其中，为真实应力，ε为真实应变，η为形变硬化指数，K为形变强化系数。
4. 根据权利要求1所述的轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸确定方法， 其特征在于： 其中，所述无芯棒旋锻真实等效应变与轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯旋锻前后的 壁厚和内外径之间的关系为：
其中，h为毛坯的壁厚，t为毛坯旋锻后的壁厚，心。为毛坯的等效半径，rm为毛坯旋锻 后的等效半径，^为毛坯的半径，r为毛坯旋锻后旋锻轴的半径。
【专利摘要】本发明涉及的轿车等速万向传动中间旋锻轴毛坯的内外径尺寸确定方法，首先确定毛坯的硬度范围，然后，根据含芯棒旋锻工艺特性，从而确定毛坯的内径，对毛坯进行材料加工硬化试验，从而得到毛坯的加工硬化特性曲线，根据无芯棒旋锻成形理论，建立无芯棒旋锻真实等效应变与毛坯旋锻前后的壁厚和内外径之间的关系，根据轿车等速万向传动中间旋锻轴的渐开线花键成形的硬度要求，确定毛坯旋锻后的最高硬度，最后，根据最高硬度和加工硬化特性曲线，从而确定毛坯的最大外径，本发明对旋锻毛坯材料的力学特性设计、旋锻工艺参数制定以及提高旋锻质量和效率等具有重要的工程技术参考价值。
【IPC分类】G01B21-10, G01B21-14
【公开号】CN104833331
【申请号】CN201510266262
【发明人】卢曦, 朱卓选, 廖金雄, 叶天南
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月22日