专利名称：一种精密细长内花键管成形方法
技术领域：
本发明涉及一种金属塑性成形技术，尤其涉及一种精密细长内花键管成形技术。
背景技术：
在现有技术中，精密内花键管或套一般采用拉刀拉削的方式成形，其拉削花键的长径比极限一般不超过6倍，但我们现在涉及到的汽车转向机花键管柱的内花键长径比已达到10倍，用拉刀拉削的方式显然很难甚至无法实现。如采用旋锻技术也可生产长径比比较大的花键管，但旋锻技术投资成本高，风险大，生产率低，不够实用。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题，克服上述缺陷，提供一种产品质量稳定、模具使用寿命长，同时加工成本低、加工效率高、后续切削加工量少，能满足批量生产要求的精密细长内花键管成形方法。为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案一种精密细长内花键管成形方法，其依次包括以下步骤选择合适规格的无缝钢管锯料、球化退火、车外圆校正、抛丸、 磷皂化处理、将毛坯进行贯穿正挤、低温退火、抛丸、磷皂化处理、挤压内花键。作为本发明所述精密细长内花键管成形方法的一种优选方案，要先选择合适规格的无缝钢管，其原材料管材外径要大于成品花键管的外径，管材内径要大于内花键的小径， 且保证在车外圆后有30 55%的正挤变形量。作为本发明所述精密细长内花键管成形方法的一种优选方案，其中所述车外圆校正是以内孔为基准，车削外圆，校正内孔与外圆的同轴度，同时去除管材表面的缺陷，为保证成品的形位公差作准备。作为本发明所述精密细长内花键管成形方法的一种优选方案，其中在所述贯穿正挤工序中，将毛坯进行30 55%变形量的正挤压，使半成品的外径和内孔尺寸一致。作为本发明所述精密细长内花键管成形方法的一种优选方案，其中在所述贯穿正挤工序中，将毛坯放入正挤凹模中，然后上滑块带动上筒冲头和芯冲头一同下行挤压，挤压时，毛坯材料沿着凹模刃带和芯冲头向下流动变形，变形后，半成品的外径和内径都缩小， 挤压至下死点时，上模回程，半成品留于凹模内，接着放入第二件产品挤压，由产品推挤产品，随后第一件产品便从凹模内挤出。作为本发明所述精密细长内花键管成形方法的一种优选方案，其中所述贯穿正挤压的模具结构中，其上冲头采用分体式，即筒冲头和芯冲头。作为本发明所述精密细长内花键管成形方法的一种优选方案，其中所述挤压内花键时，将半成品先放入液压机工作台面的凹模中，再把花键冲头放入半成品中，然后上滑块下行，压杆压住花键冲头一同下行，挤压终了时花键冲头脱离产品，不再从挤压完的产品中退回，顶出时，产品、环形退料器和花键冲头一同顶出凹模。作为本发明所述精密细长内花键管成形方法的一种优选方案，其中所述挤压内花键时，所述的花键冲头采用以牌号为YG20的硬质合金材料制成，由导向部分、工作带部分和后隙部分组成，导向部与工作带部45°过渡，且挤压工作带为两个，两工作带相距1个花键冲头直径，这对防止内花键的扭曲是非常有利的，花键冲头表面抛光处理。本发明的有益效果是通过一种精密细长内花键管成形方法，用普通的无缝钢管即可生产精密细长内花键管，产品内部组织致密，内花键表面光洁度高，可保证< Ral. 6，质量稳定，解决了许多企业细长内花键加工难的问题；毛坯经过30 55%变形量的贯穿正挤压，半成品的外径和内孔尺寸非常一致，这对保证内花键尺寸的批散差是相当有利的；模具结构中，上冲头采用分体式，即筒冲头和芯冲头，这样可使得模具寿命长；加上模具采用硬质合金材料，也提高了模具寿命，满足了批量生产的要求，同时本发明提高了材料利用率， 降低了生产成本。
图1是本发明所述锯料、车外圆、贯穿正挤、挤花键几个工序中材料形状变化示意图。图2是本发明所述花键截面图形。图3本发明贯穿正挤工序示意图。图4是本发明挤压内花键工序示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。如图，其中1.筒冲头，2.芯冲头，3、 4为贯穿正挤凹模的上、下部分，5.校直模芯，6.挤花键压杆，7.花键冲头，8.挤花键凹模， 9.环形退料器，11.锯料材料形状，12.车外圆材料形状，13.贯穿正挤材料形状，14.挤花键材料形状。以荣威750轿车转向机内花键管柱的加工过程为例，其工艺流程为一、锯料，选择合适的无缝钢管，锯料，先要选择合适规格的无缝钢管，其原材料管材外径要大于成品花键管的外径，管材内径要大于内花键的小径，且保证在车外圆后有 30 55%的正挤变形量。在本实施例中，选择管材外径Φ30、内径Φ 19，壁厚5. 5，材料牌号为16Μη，下料长度为126。二、球化退火，其工艺为产品随炉加热至740°C，保温3小时，后随炉冷至彡5000C 出炉空冷。装炉方式整齐竖放，退火后硬度S78HRB。这里的球化退火及后面的低温退火都是指普通的退火，有改善组织、降低硬度的作用。但产品装炉方式有严格要求，产品整齐竖放，由于管壁较薄，可防止压弯、压扁变形。三、车外圆校正，也叫制还，是指以内孔为基准，车削外圆，校正内孔与外圆的同轴度，同时去除管材表面的缺陷。在本实施例中即以内孔为基准车外圆至1，保证内外圆同轴度< Φ0. 1。所述车外圆校正工序是为保证成品的形位公差作准备。四、常规抛丸工序。所述抛丸为常规工序，主要是为后续挤压工序提供润滑皮膜。五、常规磷皂化工序。所述磷皂化为常规工序，主要是为后续挤压工序提供润滑皮膜。六、贯穿正挤工序，所述贯穿正挤压工序，就是将毛坯经过30 55%变形量的正挤压，半成品的外径和内孔尺寸非常一致，这对保证内花键尺寸的批散差是相当有利的。将毛坯放入正挤凹模中，然后上滑块带动筒冲头1和芯冲头2 —同下行挤压，挤压时，毛坯材料沿着凹模刃带和芯冲头2向下流动变形，变形后，半成品的外径和内径都缩小，挤压至下死点时，上模回程，半成品留于凹模内，接着放入第二件产品挤压，由产品推挤产品，随后第一件产品便从凹模内挤出。模具结构中，上冲头采用分体式，即筒冲头1和芯冲头2，这样模具寿命长。在本实施例中，变形量32%，变形后，外径由(3^9变为Φ 25. 5，内径由Φ 19变为Φ 18，同时长度伸长，由原长约125变为约180。七、低温退火，半成品整齐竖放装炉，产品随炉加热至710°C，保温2. 5小时，后随炉冷至< 500°C出炉空冷，退火后硬度< 78HRB。八、常规抛丸工序。九、常规磷皂化工序。十、反挤沉孔工序，与普通反挤压相同，完成孔径Φ21，深度10. 5内孔的挤压。十一、挤内花键工序，把挤完沉孔的半成品放入液压机工作台面的凹模内，再把硬质合金的花键冲头7放入半成品中，然后液压机上滑块下行，压杆6压住花键冲头7 —同下行挤花键，挤压终了时，花键冲头7贯穿产品，到达产品下面的环形退料器中，从而脱离产品，进入下环形退料器9中，最后，成品、花键冲头7和环形退料器9 一同由下液压缸顶出挤花键凹模8。花键冲头7采用以牌号为YG20的硬质合金材料制成，由导向部分、工作带部分和后隙部分组成，导向部与工作带部45°过渡，且工作带为两个，两工作带相距1倍的直径， 这对防止内花键的扭曲是非常有利的，花键冲头表面抛光处理。以上描述说明本发明的技术方案而非限制，本发明实施例的描述只是用于解释的目的，而并不是限制权利要求的范围。对本领域的普通技术人员来说，还可以对本发明进行修改或者替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种精密细长内花键管成形方法，其特征在于依次包括以下步骤选择合适规格的无缝钢管锯料、球化退火、车外圆校正、抛丸、磷皂化处理、将毛坯进行贯穿正挤、低温退火、 抛丸、磷皂化处理、挤压内花键。
2.根据权利要求1所述的精密细长内花键管成形方法，其特征在于先选择合适规格的无缝钢管，其原材料管材外径要大于成品花键管的外径，管材内径要大于内花键的小径， 且保证在车外圆后有30% 55%的正挤变形量。
3.根据权利要求1所述的精密细长内花键管成形方法，其特征在于所述车外圆校正是以内孔为基准，车削外圆，校正内孔与外圆的同轴度，同时去除管材表面的缺陷。
4.据权利要求1所述的精密细长内花键管成形方法，其特征在于在所述贯穿正挤工序中，将毛坯进行30% 55%变形量的正挤压，使半成品的外径和内孔尺寸一致。
5.据权利要求1所述的精密细长内花键管成形方法，其特征在于在所述贯穿正挤工序中，将毛坯放入正挤凹模中，然后上滑块带动筒冲头和芯冲头一同下行挤压，挤压时，毛坯材料沿着凹模刃带和芯冲头向下流动变形，变形后，半成品的外径和内径都缩小，挤压至下死点时，上模回程，半成品留于凹模内，接着放入第二件产品挤压，由产品推挤产品，随后第一件产品便从凹模内挤出。
6.根据权利要求4所述的精密细长内花键管成形方法，其特征在于所述贯穿正挤压的模具结构中，采用分体式上冲头，包括筒冲头和芯冲头。
7.据权利要求1所述的精密细长内花键管成形方法，其特征在于所述挤压内花键时， 将半成品先放入液压机工作台面的凹模中，再把花键冲头放入半成品中，然后上滑块下行， 压杆压住花键冲头一同下行，挤压终了时花键冲头脱离产品，不再从挤压完的产品中退回， 顶出时，产品、环形退料器和花键冲头一同顶出凹模。
8.据权利要求7所述的精密细长内花键管成形方法，其特征在于所述挤压内花键时， 所述的花键冲头采用以牌号为YG20的硬质合金材料制成，由导向部分、工作带部分和后隙部分组成，导向部与工作带部45°过渡，且挤压工作带为两个，两工作带相距1个花键冲头直径，花键冲头表面抛光处理。
全文摘要
本发明公开了一种精密细长内花键管成形方法，其特征在于依次包括以下步骤选择合适规格的无缝钢管锯料、球化退火、车外圆校正、抛丸、磷皂化处理、将毛坯进行贯穿正挤、低温退火、抛丸、磷皂化处理、挤压内花键。本发明的有益效果是用普通的无缝钢管即可生产精密细长内花键管，产品内部组织致密，内花键表面光洁度高。
文档编号B23P15/00GK102335810SQ20111023908
公开日2012年2月1日 申请日期2011年8月19日 优先权日2011年8月19日
发明者徐祥前, 施卫兵, 袁兆峰, 龚爱军 申请人:江苏森威精锻有限公司