丁向琴

（南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210000）

近年來，在我國市場經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的巨大影響下，我國重工業(yè)逐漸迎來轉(zhuǎn)型發(fā)展的新階段。在這一背景下，汽車制造業(yè)以迅猛的發(fā)展態(tài)勢，成為我國重工業(yè)代表性產(chǎn)業(yè)。并且基于人們對汽車的消費(fèi)升級(jí)的現(xiàn)實(shí)需求，在未來很長一段時(shí)間內(nèi)，我國汽車保有量、產(chǎn)量依然能夠保持高速增長的良好發(fā)展趨勢。這就使得處于汽車產(chǎn)業(yè)鏈中游的汽車傳動(dòng)軸制造企業(yè)看到了發(fā)展的曙光，在市場的刺激下，汽車傳動(dòng)軸生產(chǎn)制造業(yè)也呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。新時(shí)期，面對汽車制造業(yè)的國際化擴(kuò)張，科學(xué)技術(shù)的巨大影響效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)，工藝技術(shù)升級(jí)改革也日益成為汽車制造業(yè)的主題。汽車傳動(dòng)軸生產(chǎn)企業(yè)，也必須樹立技術(shù)創(chuàng)新改革發(fā)展觀，將重點(diǎn)放在汽車傳動(dòng)軸制造工藝上。以顯著的技術(shù)革新優(yōu)勢，與汽車制造原材料供應(yīng)企業(yè)、傳動(dòng)軸應(yīng)用整車制造企業(yè)一同構(gòu)建我國汽車產(chǎn)業(yè)新發(fā)展。

1 汽車傳動(dòng)軸概述

傳動(dòng)軸作為一種萬向傳動(dòng)裝置存在，憑借自身旋轉(zhuǎn)體少支承、高轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)，擁有顯著的動(dòng)力衡優(yōu)勢，起到傳遞動(dòng)力的作用。作為汽車機(jī)械系統(tǒng)中的一個(gè)重要連接部件，汽車傳動(dòng)軸的作用在于與變速箱、驅(qū)動(dòng)橋一起將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給車輪，主要基于軸管、伸縮套以及萬向節(jié)三個(gè)組成部件相互配合進(jìn)行工作。一般來講，汽車傳動(dòng)軸是一種既可連接或裝配，并可移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形部件，多選用質(zhì)量輕盈、抗扭性佳的合金鋼管材料制成，同時(shí)作為高轉(zhuǎn)速、少支撐的旋轉(zhuǎn)體，出廠前均會(huì)進(jìn)行動(dòng)平衡測試，以保證其絕佳的傳動(dòng)效果?？v觀汽車傳動(dòng)軸的三部分構(gòu)成，各自發(fā)揮著不同的作用。其中，軸管是為了降低汽車傳動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)過程中的摩擦磨損而存在，類似于軸承，但由于摩擦阻力較大，因而只出現(xiàn)在部分部件的應(yīng)用上，即軸與承托結(jié)構(gòu)中；伸縮套則發(fā)揮了自動(dòng)調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間距離的作用。現(xiàn)代工藝處理結(jié)構(gòu)下，花鍵套與傳動(dòng)軸管連成一體，凸緣叉與花鍵軸相連，從而有效增加了其耐受力強(qiáng)度，便于擠壓成形，滿足了汽車傳動(dòng)軸在大轉(zhuǎn)矩工況下的運(yùn)動(dòng)需求；萬向節(jié)保證了變速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸的等角速傳動(dòng)，包括十字軸、十字軸承和凸緣叉等幾個(gè)部件。

2 汽車傳動(dòng)軸制造工藝

2.1 雙頭加壓成形工藝

在整車生產(chǎn)制造當(dāng)中，傳動(dòng)軸作為關(guān)鍵部件存在，其性能情況對汽車的操控性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、駕駛安全以及制造成本等都構(gòu)成了直接的影響。在以往的汽車傳動(dòng)軸生產(chǎn)中，多采用傳統(tǒng)車削制造工藝進(jìn)行傳動(dòng)軸的塑形。雖然這種工藝操作簡單，但卻對金屬原有的流線造成了破壞，容易導(dǎo)致切口處應(yīng)力過于集中。此種情況的出現(xiàn)，不僅降低了傳動(dòng)軸使用壽命，更大大增加了傳動(dòng)軸運(yùn)行過程中安全事故的發(fā)生率，對汽車的駕駛安全造成了極為不好的影響。

而雙頭加壓成形工藝的出現(xiàn)，則使上述問題迎刃而解，能夠提升傳動(dòng)軸各方面的性能。并且相比較傳統(tǒng)成形工藝而言，雙頭加壓成形工藝采用高溫鑄造成型的方式，因此成本更低，且能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，有助于傳動(dòng)軸生產(chǎn)制造效率的提升。就工藝流程而言，在雙頭加壓成形工藝的作用下，傳動(dòng)軸需要先后經(jīng)歷熱軋棒料下料、平頭倒角、退火軟化、表面清理及潤滑、冷擠壓、退火軟化、表面滲碳、表面淬火、低溫回火等多個(gè)不同的環(huán)節(jié)。當(dāng)工件表面碳含量達(dá)1%左右時(shí)，再經(jīng)表面淬火、低溫回火處理，就可以得到顆粒狀碳化物，具有較好的耐磨性、硬度，可以滿足不同環(huán)境下傳動(dòng)軸的運(yùn)行需要。

2.2 焊接工藝

在汽車傳動(dòng)軸制造中，焊接始終作為關(guān)鍵一環(huán)存在，焊接工藝應(yīng)用情況與傳動(dòng)軸動(dòng)平衡特性、使用壽命、傳動(dòng)強(qiáng)度等息息相關(guān)。就當(dāng)前傳動(dòng)軸制造而言，采用的焊接工藝主要有兩種，即CO2氣體保護(hù)焊、摩擦焊。但受各種因素的影響，這兩種焊接工藝在操作過程中，都會(huì)不同程度出現(xiàn)熔化不均勻、金屬飛濺、氣孔、接頭變形等問題，對傳動(dòng)軸傳動(dòng)性能的發(fā)揮構(gòu)成了不好的影響。

在此種情況下，一種新型的焊接技術(shù)出現(xiàn)，并逐漸取代傳統(tǒng)焊接工藝地位，受到傳動(dòng)軸制造人士的一致認(rèn)可。這種工藝技術(shù)即激光焊接工藝，它采用高能量密度的激光束，通過控制激光束的峰值功率、能量、寬度、重復(fù)頻率等相關(guān)參數(shù)，來對傳動(dòng)軸工件表面進(jìn)行激光輻射加熱，隨著熱量由外耳內(nèi)的不斷傳導(dǎo)、擴(kuò)散，達(dá)到工件特定熔化值，以實(shí)現(xiàn)焊接目的。相對于傳統(tǒng)焊接技術(shù)，激光焊接效率更高、速度更快，并且基于激光束的可控性，焊接過程中熱量影響區(qū)域更小，這使得焊接縫也較小表面無明顯氣孔、變形情況出現(xiàn)。但通過不斷地實(shí)踐，我們也發(fā)現(xiàn)，盡管激光焊接具有種種優(yōu)勢，但在焊接的起始點(diǎn)位置，總會(huì)出現(xiàn)凹坑。又由于傳動(dòng)軸是一種少支撐、高轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)體，因此，凹坑的出現(xiàn)會(huì)增加傳動(dòng)軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中裂紋的發(fā)生率，對傳動(dòng)軸性能造成不好的影響。此種情況下，操作者可采用調(diào)整激光束功率值的辦法來改善焊接質(zhì)量。如一般情況傳動(dòng)軸焊接完成一圈，需要6s，這時(shí)可在起弧區(qū)設(shè)置0.3s的功率緩升，緊接著，恒定功率4kW焊完一圈，將收弧區(qū)緩降0.3s疊加在起弧區(qū)，以保證焊縫疊加后的功率能使試樣焊透而又不至于過燒，達(dá)到最優(yōu)焊接質(zhì)。

2.3 旋鍛工藝

旋鍛工藝簡而言之就是一種通過旋轉(zhuǎn)鍛壓機(jī)進(jìn)行塑形、加工的制造工藝。基于旋轉(zhuǎn)鍛壓機(jī)本身擁有軋制、鍛造兩方面優(yōu)勢，因此可以在無震動(dòng)、平穩(wěn)的工作狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)鍛造對象的局部變形。同時(shí)，由于旋鍛工藝操作簡單，具有很好的工藝適用性，可以被充分運(yùn)用在旋壓機(jī)、卷板機(jī)、成形軋制機(jī)、多輥矯直機(jī)中，因此，相比其他工藝技術(shù)而言，旋鍛工藝更適用于機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)。汽車傳動(dòng)軸基于自身功能特點(diǎn)，決定了其必須通過采取軸桿中空化亦或是縮短軸桿長度的辦法達(dá)到減重的目的。傳動(dòng)軸的這一制造特性，決定了它需要一種如旋鍛工藝一般的制造工藝，來幫助傳動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)表面加工粗糙度、差值的降低，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化塑形加工制造，由此來促使傳動(dòng)軸達(dá)到輕量化設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。目前我國汽車制造行業(yè)基于綠色節(jié)能生產(chǎn)的目標(biāo)要求，已經(jīng)形成了成熟的冷旋鍛成形技術(shù)，以管件來替代實(shí)心棒，可在不產(chǎn)生耗損的情況下，實(shí)現(xiàn)50%的減重。

3 汽車傳動(dòng)軸制造業(yè)發(fā)展趨勢

未來發(fā)展進(jìn)程中，隨著整車制造工藝的不斷升級(jí)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)為代表的先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，各種傳統(tǒng)制造工藝也必將被先進(jìn)技術(shù)所取代，從而走向自動(dòng)化制造加工的道路。尤其是面對全球迅猛發(fā)展的汽車制造工業(yè)，汽車日產(chǎn)出量始終保持勻速上升的良好發(fā)展態(tài)勢。這為傳動(dòng)軸制造企業(yè)帶來了供不應(yīng)求的市場訂單，為達(dá)到訂單制造要求，傳動(dòng)軸制造企業(yè)要盡快提升企業(yè)制造生產(chǎn)效能，將自動(dòng)化生產(chǎn)從某一環(huán)節(jié)拓展至整個(gè)傳動(dòng)軸生產(chǎn)制造流程中，確保生產(chǎn)制造工藝流程的精準(zhǔn)。

目前，在汽車傳動(dòng)軸制造生產(chǎn)中已經(jīng)出現(xiàn)了以i5自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、六軸機(jī)器人等為代表的一系列變革，使傳動(dòng)軸能夠從上料、車削、銑削、銑齒、淬火、檢測、裝運(yùn)等實(shí)現(xiàn)智能流程化管控。這些變化不僅大大減少了傳動(dòng)軸生產(chǎn)加工工序，促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提升，在智能監(jiān)控的作用下，更大大提高了傳動(dòng)軸加工精度，為汽車制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)奠定了堅(jiān)實(shí)的工藝技術(shù)基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

綜上所述，傳動(dòng)軸作為汽車制造一個(gè)關(guān)鍵的零部件存在，先進(jìn)的傳動(dòng)軸制造工藝能夠保障傳動(dòng)軸性能，使汽車整體質(zhì)量有所保障。在未來的發(fā)展中，汽車傳動(dòng)軸制造企業(yè)要立足當(dāng)前行業(yè)發(fā)展需要，開展積極的制造工藝技術(shù)創(chuàng)新改革工作，將關(guān)注的視角對準(zhǔn)全球智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化發(fā)展趨勢，結(jié)合傳動(dòng)軸制造業(yè)的實(shí)際情況，積極推進(jìn)與信息技術(shù)的深度融合對接，為我國汽車制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)做好充足的準(zhǔn)備。