一种驱动轴钟形壳结构及其工艺处理方法与流程

本发明属于汽车驱动配件技术领域，涉及一种驱动轴钟形壳结构及其工艺处理方法。

背景技术：

为了使汽车动力传递，均会使用到驱动桥总成，目前采用最多的是球笼式驱动桥总成，此种驱动桥总成不论是圆弧球道或是直球道都较好地解决了等速传动问题，并且传递工作角度大，效率高。现有的球笼球壳结构的缺点是整个壳体内部结构设置不合理，导致汽车在转向过程中苦难，在行驶过程中带来了一定的安全隐患，同时在进行工艺处理时由于处理方法不当会导致机械零件的性能下降并且现有技术难以控制和实现，而驱动轴钟形壳传递扭矩并有少量轴向移动的地方，大多采用花键连接，这里现有技术中的花键结构设置不合理，表面润滑效果差，影响了整体的扭矩性能。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种转动顺畅，承载能力好，保证运行稳定性，强度和硬度好的驱动轴钟形壳结构及其工艺处理方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种驱动轴钟形壳结构，包括有主壳体和轴部体，所述的主壳体与轴部体一体连接，所述的主壳体内侧具有内空间体，钢球设置在内空间体内，其特征在于，所述的内空间体包括上边沿空间配合部和下空间边沿配合部，在上边沿空间配合部和下空间边沿配合部之间开设有钢球配合部，在所述的钢球配合部上设置有沟道，沟道上具有沟道倒角，所述的沟道倒角角度由左端向右端变小，所述的轴部体包括有花键部以及固定连接体部，所述的花键部的左端与主壳体之间具有弧面倒角段，所述的花键部与主壳体的右端连接面组成淬硬区域，所述的花键部的右端与固定连接体部之间具有下凹弧槽，所述的固定连接体部上纵向开设有固定槽孔，所述的固定槽孔的槽口两端沿的角度为60度。

在上述的一种驱动轴钟形壳结构中，所述的下空间边沿配合部包括依次连接的入口斜部、下弧形部、下扩口部以及上斜连接部，所述的下弧形部的弧向角度与沟道下端面的弧向角度保持一致，所述的上斜连接部与竖向方向的角度为30°。

在上述的一种驱动轴钟形壳结构中，所述的上边沿空间配合部包括依次连接的上弧形部、上扩口部以及下斜连接部，所述的上弧形部与沟道上端面的弧向角度保持一致。

为优化上述方案采取的措施具体包括：

一种驱动轴钟形壳结构的工艺处理方法，包括以下步骤：

步骤一、通过车床将主壳体的胚料的外壁车削成主壳体，对胚料的内壁车削成内空间体，再将整个胚料进行加热进行轴部体进行精锻，精锻是将轴部体一次挤压成形，或者轴部体部分二次成形，即先成形花键部，再镦固定连接体部；

步骤二、通过车床将内空间体沟道进行车铣，并在花键部铣出弧面倒角段和下凹弧槽，再将固定连接体部放入模具中进行冷挤压挤出固定槽孔；

步骤三、将经步骤二中铣好的胚料进行硬度处理；

步骤四、经步骤三硬度处理胚料首先通过研磨机对两端平面进行研磨、然后对沟道进行研磨、再对胚料的轴部体进行研磨、最后对胚料的内空间体进行研磨成品；

步骤五、对将花键部放入一涂油模腔内，利用喷射进行对花键涂润滑油处理。

在上述的一种驱动轴钟形壳结构的工艺处理方法中，所述的主壳体的胚料为25cr2ni4mov刚，所述的硬度处理步骤如下首先将胚料放入渗碳介质中加热至850-920℃，构成有渗碳层，而后保温，然后通过常化使胚料25cr2ni4mov硬度大于等于26hrc，胚料组织中出现珠光体和上贝氏体，其中将胚料加热到第一温度，所述第一温度至少大于胚料25cr2ni4mov的临界温度50℃以上，第一温度范围为850～880℃，其次通过分解常化组织中的部分珠光体和上贝氏体，使胚料硬度调至20～26hrc内，其中回火温度为第二温度，第二温度根据第一步常化后的硬度选取，当常化后硬度范围为26～30hrc时，第二温度范围为640～660℃，当常化后硬度范围为31～33hrc时，第二温度范围为590～610℃，当常化后硬度≥34hrc，第二温度范围为570～590℃，最后回火出炉后通过水冷快速冷却，冷却时间为1分钟，材料出水温度为150℃。

在上述的一种驱动轴钟形壳结构的工艺处理方法中，所述的在将胚料加热到第一温度后还需进行快速冷却，冷却时间在2分钟内，胚料25cr2ni4mov出冷却后表面温度低于250℃。

在上述的一种驱动轴钟形壳结构的工艺处理方法中，所述的25cr2ni4mov钢中c的重量比为0.22-0.30％，si重量比为0.15-0.30％，mn重量比≤0.50％，cr重量比为1.40-2.00％，ni为3.25-4.00％，mo重量比为0.30-0.60％，v重量比为0.05-0.15％，cu的重量比≤0.20％，s重量比≤0.015％，p重量比≤0.015％。

在上述的一种驱动轴钟形壳结构的工艺处理方法中，所述的轴部体变形程度为52％～59％，所述的花键部变形程度为13％～19％。

在上述的一种驱动轴钟形壳结构的工艺处理方法中，所述的润滑油为包含有40℃的运动粘度为10～200mm2/s的矿物有以及0.1～10质量％的不溶于基油的固体粉末，所述的固体粉末为选自有机钼、四氟化乙烯树脂、氰尿酸三聚氰胺、二硫化钼、石墨及二烷基二硫代氨基甲酸金属盐所构成的群中的至少一种。

与现有技术相比，本发明的优点在于：沟道倒角角度使得在钢球进行回转时尽量能够保证在中心的位置，提高承载能力，可以分解不平衡相上贝氏体和高密度珠光体，将硬度调整至20～26hrc，回火出炉后零件采用快速水冷，避免了回火脆性，在保证高强度的同时得到较高的低温冲击韧性。回火出炉后采用快冷，避免因发生回火脆性导致冲击功降低，整体的扭矩性能强，从而保证整硬度要求。

附图说明

图1是本驱动轴钟形壳结构示意图；

图2是本驱动轴钟形壳结构的工艺处理方法流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

图中，主壳体1；轴部体2；内空间体3；上边沿空间配合部4；下空间边沿配合部5；沟道6；沟道倒角7；花键部8；固定连接体部9；弧面倒角段10；下凹弧槽11；固定槽孔12；入口斜部13；下弧形部14；下扩口部15；上斜连接部16；上弧形部17；上扩口部18；下斜连接部19。

如图1所示，本驱动轴钟形壳结构，包括有主壳体1和轴部体2，主壳体1与轴部体2一体连接，主壳体1内侧具有内空间体3，钢球设置在内空间体3内，内空间体3包括上边沿空间配合部4和下空间边沿配合部5，在上边沿空间配合部4和下空间边沿配合部5之间开设有钢球配合部，在钢球配合部上设置有沟道6，沟道6上具有沟道倒角7，沟道倒角7角度由左端向右端变小，这样一方面是为了方便钢球的装入，由于沟道倒角7角度由左端向右端变小，变小的沟道倒角7又可以对钢球进行限制，使得在钢球进行回转时尽量能够保证在中心的位置，提高承载能力，从而保证了转动的稳定性，轴部体2包括有花键部8以及固定连接体部9，花键部8的左端与主壳体1之间具有弧面倒角段10，花键部8与主壳体1的右端连接面组成淬硬区域，花键部8的右端与固定连接体部9之间具有下凹弧槽11，这里通过弧面倒角段10和下凹弧槽11可以保证与其它零部件固定安装后的扭矩，保证运行的稳定性，固定连接体部9上纵向开设有固定槽孔12，固定槽孔12的槽口两端沿的角度为60度。

下空间边沿配合部5包括依次连接的入口斜部13、下弧形部14、下扩口部15以及上斜连接部16，下弧形部14的弧向角度与沟道6下端面的弧向角度保持一致，上斜连接部16与竖向方向的角度为30°，上边沿空间配合部4包括依次连接的上弧形部17、上扩口部18以及下斜连接部19，上弧形部17与沟道6上端面的弧向角度保持一致，这样增大下内侧面的活动空间，使得钢球能够顺畅运行。

如图2所示，为了使得整个驱动轴钟形壳结构的强度、韧性以及花键轴的扭矩更强更好，驱动轴钟形壳结构的工艺处理方法步骤如下：步骤一、通过车床将主壳体1的胚料的外壁车削成主壳体1，对胚料的内壁车削成内空间体3，再将整个胚料进行加热进行轴部体2进行精锻，精锻是将轴部体2一次挤压成形，或者轴部体2部分二次成形，即先成形花键部8，再镦固定连接体部9，轴部体2变形程度为52％～59％，花键部8变形程度为13％～19％；步骤二、通过车床将内空间体3沟道6进行车铣，并在花键部8铣出弧面倒角段10和下凹弧槽11，再将固定连接体部9放入模具中进行冷挤压挤出固定槽孔12；步骤三、将经步骤二中铣好的胚料进行硬度处理，这里主壳体1的胚料为25cr2ni4mov刚，25cr2ni4mov钢中c的重量比为0.22-0.30％，si重量比为0.15-0.30％，mn重量比≤0.50％，cr重量比为1.40-2.00％，ni为3.25-4.00％，mo重量比为0.30-0.60％，v重量比为0.05-0.15％，cu的重量比≤0.20％，s重量比≤0.015％，p重量比≤0.015％，硬度处理步骤如下首先将胚料放入渗碳介质中加热至850-920℃，构成有渗碳层，而后保温，然后通过常化使胚料25cr2ni4mov硬度大于等于26hrc，胚料组织中出现珠光体和上贝氏体，其中将胚料加热到第一温度，所述第一温度至少大于胚料25cr2ni4mov的临界温度50℃以上，第一温度范围为850～880℃，其次通过分解常化组织中的部分珠光体和上贝氏体，使胚料硬度调至20～26hrc内，其中回火温度为第二温度，第二温度根据第一步常化后的硬度选取，当常化后硬度范围为26～30hrc时，第二温度范围为640～660℃，当常化后硬度范围为31～33hrc时，第二温度范围为590～610℃，当常化后硬度≥34hrc，第二温度范围为570～590℃，最后回火出炉后通过水冷快速冷却，冷却时间为1分钟，材料出水温度为150℃；在将胚料加热到第一温度后还需进行快速冷却，冷却时间在2分钟内，胚料25cr2ni4mov出冷却后表面温度低于250℃；步骤四、经步骤三硬度处理胚料首先通过研磨机对两端平面进行研磨、然后对沟道6进行研磨、再对胚料的轴部体2进行研磨、最后对胚料的内空间体3进行研磨成品；步骤五、对将花键部8放入一涂油模腔内，利用喷射进行对花键涂润滑油处理，润滑油为包含有40℃的运动粘度为10～200mm2/s的矿物有以及0.1～10质量％的不溶于基油的固体粉末，固体粉末为选自有机钼、四氟化乙烯树脂、氰尿酸三聚氰胺、二硫化钼、石墨及二烷基二硫代氨基甲酸金属盐所构成的群中的至少一种。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。