精密花键的成形工艺



精密花键的成形工艺

管轴有一个细长轴和一个内部花键，在装配后能够进行平滑的纵向运动。然而，花键具有严格的成形要求，而且很难制造成形。至今管轴仍通过热锻造工艺或轴与花键的焊接成形。但经焊接工艺成形的管轴及其组件均具有不足，如性能差、材料利用率低、连续过程不适用等，从而导致管轴的生产时间长和生产成本高。为此，研究一种新的细长管轴内花键成形工艺，其不同于现有管轴制造的冷挤压方法。

汽车工业中管轴的制造需要尽量满足轻质量与高品质的特点。然而，由于细长管轴的折叠与屈服特性，因此其很难在冷挤压加工中形成内花键。细长管轴采用一种多工序成形技术形成精确齿形。通过对模直径和材料厚度两个影响因素进行模拟分析，以确定所需成形工序次数。

通过使用一个三维刚塑性体有限元演绎程序，对一个内长中空材料的内花键在冷挤压试验中的成形载荷与样条填充进行检测，展示了具有直径减小率从9%→2%→8%的成形工艺，并将其作为最优工序。

进行冷挤压试验验证有限元模型仿真结果表明，经多工序成形的细长管轴具有高精度和改进的力学性能。

刊名：Advanced Materials Research（英）

刊期：2014年第915～916期

作者：S. S. Lim et al

编译：王迪