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精密花鍵的成形工藝

管軸有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)軸和一個(gè)內(nèi)部花鍵，在裝配后能夠進(jìn)行平滑的縱向運(yùn)動(dòng)。然而，花鍵具有嚴(yán)格的成形要求，而且很難制造成形。至今管軸仍通過(guò)熱鍛造工藝或軸與花鍵的焊接成形。但經(jīng)焊接工藝成形的管軸及其組件均具有不足，如性能差、材料利用率低、連續(xù)過(guò)程不適用等，從而導(dǎo)致管軸的生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)和生產(chǎn)成本高。為此，研究一種新的細(xì)長(zhǎng)管軸內(nèi)花鍵成形工藝，其不同于現(xiàn)有管軸制造的冷擠壓方法。

汽車(chē)工業(yè)中管軸的制造需要盡量滿足輕質(zhì)量與高品質(zhì)的特點(diǎn)。然而，由于細(xì)長(zhǎng)管軸的折疊與屈服特性，因此其很難在冷擠壓加工中形成內(nèi)花鍵。細(xì)長(zhǎng)管軸采用一種多工序成形技術(shù)形成精確齒形。通過(guò)對(duì)模直徑和材料厚度兩個(gè)影響因素進(jìn)行模擬分析，以確定所需成形工序次數(shù)。

通過(guò)使用一個(gè)三維剛塑性體有限元演繹程序，對(duì)一個(gè)內(nèi)長(zhǎng)中空材料的內(nèi)花鍵在冷擠壓試驗(yàn)中的成形載荷與樣條填充進(jìn)行檢測(cè)，展示了具有直徑減小率從9%→2%→8%的成形工藝，并將其作為最優(yōu)工序。

進(jìn)行冷擠壓試驗(yàn)驗(yàn)證有限元模型仿真結(jié)果表明，經(jīng)多工序成形的細(xì)長(zhǎng)管軸具有高精度和改進(jìn)的力學(xué)性能。

刊名：Advanced Materials Research（英）

刊期：2014年第915～916期

作者：S. S. Lim et al

編譯：王迪