一種花鍵擠壓成型工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種花鍵擠壓成型工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 花鍵是開設(shè)于花鍵軸上一個部件，機(jī)械傳動一種，和平鍵、半圓鍵、斜鍵作用一樣， 都是傳遞機(jī)械扭矩的，在軸的外表有縱向的鍵槽，套在軸上的旋轉(zhuǎn)件也有對應(yīng)的鍵槽，可保 持跟軸同步旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)的同時，有的還可以在軸上作縱向滑動，如變速箱換檔齒輪等。
[0003] 目前傳統(tǒng)的花鍵加工工藝采用的步驟通常是：下料-球化退火處理-直通-平頭 以及倒角-草酸鹽處理-花鍵一道擠壓-鉆孔-精車內(nèi)孔-草酸鹽處理-花鍵二道擠壓-精 加工-清洗，但是傳統(tǒng)工藝加工過程中需要進(jìn)行切削加工，對加工刀具的損耗較大，同時加 工時間也較長。
[0004] 申請?zhí)?01310418277. 1公開的一種花鍵套加工工藝，該工藝包括以下步驟：1)下 料；2)草酸鹽處理；3)外花鍵擠壓：將處理好的坯料先在烘干機(jī)上烘干，等坯料冷卻后放 在液壓機(jī)上擠壓花鍵；4)球化退火處理：將坯料放在退火爐中進(jìn)行球化退火；5)拋丸處理： 將坯料放在履帶式拋丸機(jī)進(jìn)行拋丸；6)草酸鹽處理；7)內(nèi)花鍵擠壓：將處理好的坯料放在 液壓機(jī)上擠壓花鍵；8)精加工：將坯料放在數(shù)控車床進(jìn)行精加工；9)清洗：將成品放入超 聲波清洗機(jī)中進(jìn)行清洗。本發(fā)明采用實心棒料進(jìn)行冷擠壓成型節(jié)省了原材料的損失，同時 坯料采用無切削加工縮短了坯料的加工時間，內(nèi)花鍵采用實心冷擠壓成型，在后續(xù)加工過 程中，加工余量小容易加工同時減少了刀具的損耗，提高了生產(chǎn)效率。
[0005] 但是上述的加工工藝生產(chǎn)的花鍵軸，其精度以及強(qiáng)度都較低，所以具有一定的改 進(jìn)空間。
[0006] 鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本創(chuàng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于，提供一種花鍵擠壓成型工藝方法，用以克服上述技術(shù)缺陷。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種花鍵擠壓成型工藝方法， 包括以下步驟：
[0009](1)、毛坯軟化，將由鋼材制成的毛坯進(jìn)行軟化退火處理；
[0010] (2)、毛坯處理，將經(jīng)過軟化退火后的所述毛坯放在切割器上進(jìn)行下料，并且確保 其端面平整；
[0011] (3)、磷化以及皂化處理，對切割后的所述毛坯先進(jìn)行磷化處理，使其表面上形成 磷化膜層，從而提高所述毛坯的塑性，再對其進(jìn)行皂化處理，使其表面的磷化膜層轉(zhuǎn)化成磷 化-皂化膜層，從提高所述毛坯表面的潤滑度；
[0012] (4)、設(shè)置緩沖區(qū)，在所述毛坯上開設(shè)有靠近桿部的環(huán)形的緩沖凹槽，用以減少徑 縮量以及提高加工精度；
[0013] (5)、擠壓成型，將處理過的毛坯烘干再冷卻后，放入擠壓機(jī)的成形模具中進(jìn)行擠 壓成型，從而得到半成品；
[0014] (6)、淬火處理，將所述半成品的花鍵部分進(jìn)行淬火處理，從而得到成品；
[0015](7)、清洗，將所述成品放入超聲波清洗機(jī)中進(jìn)行清洗。
[0016] 較佳的，毛坯軟化時，首先將毛坯放入退火爐中，然后將退火爐的溫度調(diào)整到 800°C-830°C之間，保溫4小時，冷卻至150°C-300°C出爐，隨后在空氣中冷卻至常溫。
[0017] 較佳的，在磷化以及皂化處理時，在所述毛坯表面形成的磷化-皂化膜層從里到 外依次為磷酸鋅膜、硬脂酸鋅膜以及硬脂酸鈉膜。
[0018] 較佳的，在擠壓成型時，所述毛坯的桿部放入所述擠壓機(jī)的凸模中，并向所述毛坯 的桿部施加擠壓力F。
[0019] 較佳的，在開設(shè)所述緩沖凹槽時，首先將所述毛坯夾裝到車床上，然后由車刀按設(shè) 定的走刀程度對所述毛坯進(jìn)行切削。
[0020] 較佳的，所述緩沖凹槽包括下端部以及上端部，所述下端部的軌跡方程組為：
由一平面連接，其中，e為自然對數(shù)的底數(shù)，H為毛坯的塑性硬度，n為所述下端部與所述上 端部重合過渡點的縱坐標(biāo)，A為開口收緊系數(shù)，其值可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，并且A< 2h/， X為橫坐標(biāo)值，y為縱坐標(biāo)值。
[0021 ] 較佳的，在進(jìn)行所述淬火處理時，淬冷介質(zhì)為礦物油。
[0022] 較佳的，所述硬脂酸鈉膜呈絮狀結(jié)構(gòu)。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果在于：使用該工藝生產(chǎn)的花鍵軸，其精度以及 強(qiáng)度都非常高；并且在毛坯軟化處理時，能夠有效提高毛坯的塑性；在磷化皂化時夠有效 的改善毛坯的塑性，并且起到最佳潤滑效果，使得后續(xù)擠壓時更省力；在施加合適的擠壓力 后，能夠提高花鍵的擠壓精度，防止毛坯過度變形；緩沖凹槽其對形變緩沖的效果最好，在 緩沖凹槽受力時，能夠迅速產(chǎn)生較大的形變，從而防止花鍵在成型時受到太多設(shè)定之外的 形變量，從而提高花鍵的精度；用礦物油作為淬冷介質(zhì)，這樣能夠便于控制成品淬火后的冷 卻速率；絮狀硬脂酸鈉的膜體顆粒均勾，有利于潤滑。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明的花鍵擠壓成型工藝方法的框圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明的緩沖凹槽的截面示意圖。
[0026] 圖中：1-毛坯；2-緩沖凹槽；3-下端部；4-上端部。
【具體實施方式】
[0027] 以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細(xì)的說明。
[0028] 如圖1所示，一種花鍵擠壓成型工藝方法，包括以下步驟：⑴、毛坯1軟化，將由 鋼材制成的毛坯1進(jìn)行軟化退火處理，并且鋼材優(yōu)選45鋼，軟化退火處理能夠?qū)⒔档兔?1的硬度，提高其冷塑性，一般來說，毛坯1在供應(yīng)狀態(tài)下，其硬度HB> 217,材料晶粒粗大 且不均勻，塑性較差，變形抗力大，在退火時，首先將毛坯1加熱到800°C左右，然后保溫一 段時間后，進(jìn)行冷卻，經(jīng)過退火后的毛坯1硬度HB為130左右，并且其塑性提高，變形抗力 降低，這樣能夠大大提高后續(xù)擠壓時精度，并且降低制造難度；(2)、毛坯1處理，將經(jīng)過軟 化退火后的所述毛坯1放在切割器上進(jìn)行下料，并且確保其端面平整；切割后的毛坯1為軸 狀，在下端的桿部成型出花鍵；（3)、磷化以及皂化處理，對切割后的所述毛坯1先進(jìn)行磷化 處理，使其表面上形成磷化膜層，在磷化時，首先將毛坯1放入磷化液中，從而形成以磷酸 鋅為主的磷化膜，該磷化膜的厚度一般為20ym，從而提高所述毛坯1的塑性，再對其進(jìn)行 皂化處理，使其表面的磷化膜層轉(zhuǎn)化成磷化-皂化膜層，從提高所述毛坯1表面的潤滑度， 并且經(jīng)過磷化皂化后的毛坯1，其摩擦系數(shù)小，不易出現(xiàn)劃痕，在冷擠壓時具有極好的潤滑 效果，并且能夠使成型后的尺寸精度更穩(wěn)定，表面的粗糙度更??；(4)、設(shè)置緩沖區(qū)，在所述 毛坯1上開設(shè)有靠近桿部的環(huán)形的緩沖凹槽2,用以減少徑縮量以及提高加工精度，經(jīng)過多 次的實際觀察分析后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)毛坯1在收到凸模擠壓時，