Doj等速萬向節(jié)筒形殼精整成形方法及其精整凸模的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整成型方法，包括溫鍛和冷精整塑性成型步驟，所述的冷精整塑性成型為變薄拉伸冷精整工序，將坯料套裝在精整凸模上，利用冷精整成形凹模對(duì)坯料壓向精整凸模向心力的作用，坯料在冷精整成形凹模作用下受力塑性變形，緊貼著精整凸模使精整凸模外壁內(nèi)陷并沿凹模運(yùn)動(dòng)方向流動(dòng)，筒形殼殼體內(nèi)壁呈凸弧形面；所述的精整凸模圓柱體外壁上均勻設(shè)置有六個(gè)圓弧凸塊，所述的凸模頭為弧面結(jié)構(gòu)，所述的精整凸模設(shè)置有空腔。采用該精整凸模和精整成型方法生產(chǎn)的筒形殼的溝道不會(huì)呈現(xiàn)鼓形誤差，傳動(dòng)軸傳動(dòng)平穩(wěn)，易于裝配、配合精度好、使用壽命長(zhǎng)。
【專利說明】DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整成形方法及其精整凸模
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于不等截面內(nèi)腔的精密冷鍛成形【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種DOJ等速萬向節(jié)筒形殼不等截面內(nèi)腔的精整成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]DOJ等速萬向節(jié)是汽車前驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件之一。一個(gè)典形的DOJ等速萬向節(jié)由筒形殼、星形套、保持架和六個(gè)鋼球組成。筒形殼是一精密成形零件，包括筒形殼殼體I和殼體下端設(shè)置的柄部2，所述的殼體I設(shè)有內(nèi)腔，所述的內(nèi)腔由中心圓腔3以及中心圓腔外均勻分布的六個(gè)球溝道腔4構(gòu)成，其顯著特點(diǎn)是園筒形狀的內(nèi)腔有六條精密成形的，柱形溝道，與具有相應(yīng)溝道的星形套、保持架和六個(gè)鋼球組裝成一個(gè)在一定角度內(nèi)可以靈活擺動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)。目前國內(nèi)外制造廠家均采用內(nèi)腔精鍛成形毛坯技術(shù)，這樣既能滿足精度要求，又降低了制造成本及周期，同時(shí)也符合當(dāng)今世界制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)?，F(xiàn)有技術(shù)中DOJ等速萬向節(jié)筒形殼毛坯精鍛成形工藝，包括溫?cái)D一冷精整工藝，浙江萬向機(jī)械有限公司趙成元發(fā)表在《軸承》2000.N0.4等速萬向節(jié)筒形殼溫?cái)D一冷精整工藝:圓鋼下料一精車外圓端面及倒角一中頻加熱一溫?cái)D一球化退火一檢驗(yàn)一噴丸處理一磷化、皂化一冷精整，但其精密成形的溝道呈等分并在空間呈直線狀平行分布。如中國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公開了 N200680034381.9 —種滑動(dòng)式等速萬向接頭，其具備:外圈，該外圈在圓筒狀的內(nèi)周面在軸向上形成了六條直線狀溝槽；內(nèi)圈，該內(nèi)圈在球面狀的外周面在軸向上形成了六條直線狀溝槽，并且在中心部形成了連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸的連結(jié)孔；六個(gè)轉(zhuǎn)矩傳遞滾珠，該六個(gè)轉(zhuǎn)矩傳遞滾珠配置于由外圈的溝槽和內(nèi)圈的溝槽的對(duì)形成的滾珠溝道；軸承保持架，該軸承保持架具有收容轉(zhuǎn)矩傳遞滾珠的袋部、與外圈的內(nèi)周面接觸并被引導(dǎo)的凸球面狀的外周面、以及與內(nèi)圈的外周面接觸并被引導(dǎo)的凹球面狀的內(nèi)周面，且外周面的球面中心和內(nèi)周面的球面中心相對(duì)于袋部中心向軸向的相反側(cè)偏置，所述滑動(dòng)式等速萬向接頭作為汽車的驅(qū)動(dòng)軸內(nèi)側(cè)接頭使用，所述滑動(dòng)式等速萬向接頭的特征在于，作為設(shè)定應(yīng)對(duì)高動(dòng)作角的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的基礎(chǔ)，通過使?jié)L珠直徑與外圈外徑之比為0.21?0.25 ;滾珠的節(jié)圓直徑與外圈外徑之比為0.64?0.68;溝槽的接觸角為30°?35° ;溝槽的接觸率為1.02?1.08 ;軸承保持架偏置量和滾珠的節(jié)圓直徑之比為0.07?0.09，從而使最大動(dòng)作角為30°以上。現(xiàn)有技術(shù)中筒形殼溝道呈六等分并在空間呈直線狀平行分布。這樣的結(jié)構(gòu)雖然裝配精密，但筒口間隙小，裝配難度高。另外，在正常裝車使用中，滑動(dòng)摩擦最頻繁的位置是筒形殼中段，這個(gè)區(qū)域會(huì)迅速產(chǎn)生磨損，使筒形殼的六條溝道呈現(xiàn)鼓形誤差，配合間隙出現(xiàn)兩端小、中間大的特征，導(dǎo)致傳動(dòng)軸較早出現(xiàn)異響和抖動(dòng)現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種易于裝配、配合精度好、筒形殼的溝道不會(huì)呈現(xiàn)鼓形誤差，傳動(dòng)軸傳動(dòng)平穩(wěn)，使用壽命長(zhǎng)的DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整成形方法。
[0003]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的: DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整成形方法，包括溫鍛和冷精整塑性成形步驟，所述的冷精整塑性成形為變薄拉伸冷精整工序，將坯料套裝在精整凸模上，利用冷精整成形凹模對(duì)坯料壓向精整凸模向心力的作用，坯料在冷精整成形凹模作用下受力塑性變形，緊貼著精整凸模使精整凸模外壁內(nèi)陷并沿凹模運(yùn)動(dòng)方向流動(dòng)，筒形殼殼體內(nèi)壁呈凸弧形面，即所述的中心圓腔和球溝道腔都呈兩腔端內(nèi)徑大、中間內(nèi)徑小的結(jié)構(gòu)。
[0004]所述的冷精整成形凹模的模腔尺寸比溫鍛預(yù)成形毛坯外徑小。
[0005]所述的溫鍛成形工藝包括a、斷料:截取金屬棒材；b、制還拋丸:對(duì)金屬棒材定經(jīng)定尺、車外圓、端面倒角，拋丸:將坯料放入拋丸機(jī)內(nèi)進(jìn)行表面噴砂；c、涂層:將上述金屬棒材加熱至180-220°C，稀石墨浸泡，進(jìn)行表面涂層；d、正擠壓:將上述涂層好的坯料，加熱至800-900°C放入凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行正擠壓，形成大直徑的圓柱體以及其下端設(shè)置的柄部⑵；e、鐓粗:對(duì)上述坯料進(jìn)行鐓粗?jǐn)D壓；f、反擠壓:將鐓粗后的坯料放入反擠凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行反擠,形成筒形殼殼體，所述的殼體設(shè)有內(nèi)腔,所述的內(nèi)腔由中心圓腔以及中心圓腔外均勻分布的六個(gè)球溝道腔構(gòu)成，其中心圓腔內(nèi)壁呈直線狀，六條球溝道腔呈六等分并在空間呈直線狀平行分布。
[0006]本發(fā)明溫鍛成形的預(yù)成形毛坯內(nèi)腔形狀已接近成品，但其精密成形的溝道呈等分并在空間呈直線狀平行分布，尺寸和形狀精度離成品要求差得很多。將這樣的毛坯套在一個(gè)按筒形殼內(nèi)腔形狀和尺寸精密加工的凸模上，并用一個(gè)比預(yù)成形毛坯小一號(hào)的凹模勒過毛坯。毛坯材料在精整凹模的作用下緊貼著精整凸模使精整凸模外壁內(nèi)陷并沿凹模運(yùn)動(dòng)方向流動(dòng)，使毛坯內(nèi)腔獲得與凸模相近的精度和粗糙度。這樣的精整方法涉及一種金屬塑性成形技術(shù)，具有變薄拉伸的工藝特征。
[0007]筒形殼內(nèi)腔尺寸和形狀與精整凸模的尺寸形狀密切相關(guān)。因此需要制造出凸弧形面內(nèi)腔形狀的筒形殼，那么精整凸模的形狀也必須需與筒形殼的凸弧形面內(nèi)腔形狀相匹配。但是，制造精整凸模的加工手段通常為高精度線切割或數(shù)控仿形磨削加工，這樣的加工手段只能制造出溝道尺寸呈柱形或錐形規(guī)律分布的精整凸模，因此現(xiàn)有技術(shù)精整后的筒形殼溝道只能按直線狀空間平行規(guī)律或錐形規(guī)律分布，很難獲得弧形內(nèi)腔形狀規(guī)律分布的毛坯。
[0008]本發(fā)明還提供了一種精整DOJ等速萬向節(jié)筒形殼凸弧形面內(nèi)腔形狀的精整凸模。
[0009]DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整凸模，所述的精整凸模圓柱體外壁上均勻設(shè)置有六個(gè)圓弧凸塊，所述的凸模頭為弧面結(jié)構(gòu)，所述的精整凸模設(shè)置有空腔。
[0010]所述的精整凸模的圓柱體外壁沿精整凸模長(zhǎng)度方向呈兩端直徑大、中間直徑小的結(jié)構(gòu)。
[0011]所述的圓弧凸塊沿精整凸模長(zhǎng)度方向呈兩端厚、中間薄的結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明在變薄拉伸過程中，毛坯材料在精整凹模的作用下緊貼著精整凸模使精整凸模外壁內(nèi)陷并沿凹模運(yùn)動(dòng)方向流動(dòng)，錐形的變薄拉伸凹模將杯形毛坯向心壓向凸模，由于凸模設(shè)置有空腔，在毛坯料向心力的作用下，凸模外壁內(nèi)陷使凸模外壁呈凹弧形結(jié)構(gòu)，并使材料緊貼變形的凸模延伸成形。在冷精整結(jié)束并抽出凸模后，沿精整凸模長(zhǎng)度方向等速萬向節(jié)筒形殼殼體內(nèi)壁在金屬彈性恢復(fù)后保留了凸弧形面內(nèi)腔形狀，即所述的中心圓腔和球溝道腔都呈兩腔端內(nèi)徑大、中間內(nèi)徑小的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
[0013]本發(fā)明的有益效果: 本發(fā)明將在空間直線平行分布的六個(gè)溝道和中心圓腔改為沿精整凸模長(zhǎng)度方向在空間呈凸弧形面規(guī)律分布。這樣的筒形殼裝配間隙呈兩端大，中間小的規(guī)律，其優(yōu)點(diǎn)首先是容易裝配，更重要的優(yōu)點(diǎn)是在同等磨損條件下，具有凸弧形面內(nèi)腔形狀的DOJ筒形殼比直線平行溝道的筒形殼能更長(zhǎng)久地保持配合精度，使DOJ等速萬向節(jié)的正常使用壽命幾乎延長(zhǎng)一倍。本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、強(qiáng)度大、密度高、抗沖擊，生產(chǎn)效力高，生產(chǎn)周期縮短,節(jié)省了原材料，降低了生產(chǎn)成本、也保護(hù)了生產(chǎn)環(huán)境，替代了熱鍛后大量采用機(jī)床加工，減少了機(jī)床加工的作業(yè)量，符合當(dāng)今世界制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的仰視圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例工藝圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例精整凸模的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是圖4的仰視圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例精整過程的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中序號(hào):1、殼體，2、柄部,3、中心圓腔,4、球溝道腔,5、圓弧凸塊,6、空腔,7、凸模頭，8、凹模。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0017]實(shí)施例:參見圖1、圖2所示，一種DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精鍛件，包括殼體I和殼體下端設(shè)置的柄部2，所述的殼體I設(shè)有中孔空腔，所述的中孔空腔由中心圓腔3以及中心圓腔外均勻分布的六個(gè)球溝道腔4構(gòu)成，所述的殼體I內(nèi)壁呈凸弧形面，即所述的中心圓腔3和六個(gè)球溝道腔4呈兩腔端內(nèi)徑大、中間內(nèi)徑小的結(jié)構(gòu)。
[0018]參見圖3、圖4和圖5所示，一種DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整成形方法，包括溫鍛和冷精整塑性成形步驟，所述的溫鍛成形工藝包括a、斷料:截取金屬棒材；b、制坯拋丸:對(duì)金屬棒材定經(jīng)定尺、車外圓、端面倒角，拋丸:將坯料放入拋丸機(jī)內(nèi)進(jìn)行表面噴砂；c、涂層:將上述金屬棒材加熱至180-220°C，稀石墨浸泡，進(jìn)行表面涂層；d、正擠壓:將上述涂層好的坯料，加熱至800-900°C放入凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行正擠壓，形成大直徑的圓柱體以及其下端設(shè)置的柄部⑵；e、鐓粗:對(duì)上述坯料進(jìn)行鐓粗?jǐn)D壓；f、反擠壓:將鐓粗后的坯料放入反擠凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行反擠，形成筒形殼殼體1，所述的殼體I設(shè)有內(nèi)腔，所述的內(nèi)腔由中心圓腔3以及中心圓腔外均勻分布的六個(gè)球溝道腔4構(gòu)成，其中心圓腔3內(nèi)壁呈直線狀，六條球溝道腔4呈六等分并在空間呈直線狀平行分布。
[0019]一種DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整凸模，所述的精整凸模圓柱體外壁上均勻設(shè)置有六個(gè)圓弧凸塊5，所述的凸模頭7為弧面結(jié)構(gòu)，所述的精整凸模設(shè)置有空腔6。
[0020]所述的冷精整塑性成形為變薄拉伸冷精整工序，將坯料套裝在精整凸模上，利用冷精整成形凹模8對(duì)坯料壓向精整凸模向心力的作用，坯料在冷精整成形凹模8作用下受力塑性變形，緊貼著精整凸模并沿凹模8運(yùn)動(dòng)方向流動(dòng)；由于凸模設(shè)置有空腔，在毛坯料向心力的作用下，精整凸模外壁內(nèi)陷使精整凸模外壁呈凹弧形結(jié)構(gòu)，并使材料緊貼變形的凸模延伸成形，筒形殼殼體I內(nèi)壁呈凸弧形面，即所述的中心圓腔3和球溝道腔4都呈兩腔端內(nèi)徑大、中間內(nèi)徑小的結(jié)構(gòu)，所述的冷精整成形凹模的模腔尺寸比溫鍛預(yù)成形毛坯外徑小。在冷精整結(jié)束并抽出精整凸模后，沿精整凸模長(zhǎng)度方向等速萬向節(jié)筒形殼殼體內(nèi)壁在金屬彈性恢復(fù)后保留了凸弧形面內(nèi)腔形狀，即所述的中心圓腔和球溝道腔都呈兩腔端內(nèi)徑大、中間內(nèi)徑小的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
[0021]實(shí)施例只是為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容或依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上方案所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整成形方法，包括溫鍛和冷精整塑性成形步驟，所述的冷精整塑性成形為變薄拉伸冷精整工序，其特征在于:將坯料套裝在精整凸模上，利用冷精整成形凹模⑶對(duì)坯料壓向精整凸模向心力的作用，坯料在冷精整成形凹模(8)作用下受力塑性變形，緊貼著精整凸模使精整凸模外壁內(nèi)陷并沿凹模⑶運(yùn)動(dòng)方向流動(dòng)，筒形殼殼體(I)內(nèi)壁呈凸弧形面，即所述的中心圓腔(3)和球溝道腔(4)都呈兩腔端內(nèi)徑大、中間內(nèi)徑小的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整成形方法，其特征在于:所述的冷精整成形凹模⑶的模腔尺寸比溫鍛預(yù)成形毛坯外徑小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整成形方法，其特征在于:所述的溫鍛成形工藝包括a、斷料:截取金屬棒材；b、制坯拋丸:對(duì)金屬棒材定經(jīng)定尺、車外圓、端面倒角，拋丸:將坯料放入拋丸機(jī)內(nèi)進(jìn)行表面噴砂；c、涂層:將上述金屬棒材加熱至180-22(TC，稀石墨浸泡，進(jìn)行表面涂層；d、正擠壓:將上述涂層好的坯料，加熱至800-90(TC放入凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行正擠壓，形成大直徑的圓柱體以及其下端設(shè)置的柄部⑵；e、鐓粗:對(duì)上述坯料進(jìn)行鐓粗?jǐn)D壓；f、反擠壓:將鐓粗后的坯料放入反擠凹模中，對(duì)坯料的上端面進(jìn)行反擠，形成筒形殼殼體(1)，所述的殼體(I)設(shè)有內(nèi)腔，所述的內(nèi)腔由中心圓腔⑶以及中心圓腔外均勻分布的六個(gè)球溝道腔⑷構(gòu)成，其中心圓腔⑶內(nèi)壁呈直線狀，六條球溝道腔(4)呈六等分并在空間呈直線狀平行分布。
4.DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整凸模，所述的精整凸模圓柱體外壁上均勻設(shè)置有六個(gè)圓弧凸塊(5)，所述的凸模頭(7)為弧面結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的精整凸模設(shè)置有空腔(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整凸模，其特征在于:所述的精整凸模的圓柱體外壁沿精整凸模長(zhǎng)度方向呈兩端直徑大、中間直徑小的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的DOJ等速萬向節(jié)筒形殼精整凸模，其特征在于:所述的圓弧凸塊(5)沿精整凸模長(zhǎng)度方向呈兩端厚、中間薄的結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B21D22/20GK103722065SQ201210386780
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月14日
【發(fā)明者】張?zhí)? 陸建坤, 周彩霞 申請(qǐng)人:江蘇威鷹機(jī)械有限公司