本发明专利技术涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，提供了一种利用芯棒控制凹心缺陷的盲孔新能源车轴成形工艺及装置，所述装置包括两个芯棒、两个轧辊、两块导板和轧辊驱动单元；两个具有同向等速周向旋转运动的轧辊布置在棒料的径向，两个具有随动旋转运动的芯棒布置在棒料的轴向两侧。所述工艺包括：下料、设计芯棒及轧辊、实心圆棒料加热到设定变形温度、实心圆棒料被所述装置轧制成盲孔新能源车轴毛坯零件。本发明专利技术对称轧制效率高，无料头损耗节材、内外协同轧制性能好，具有材料利用率高、材料性能好、成形效率高、成形精度高、成本低等优点，在规格批量化、结构空心化的新能源汽车轴领域具有广阔应用前景。具有广阔应用前景。具有广阔应用前景。
【技术实现步骤摘要】
利用芯棒控制凹心缺陷的盲孔新能源车轴成形工艺及装置
[0001]本专利技术涉及金属塑性成形工艺与装备
，特别涉及一种利用芯棒控制凹心缺陷的盲孔新能源车轴成形工艺及装置。
技术介绍
[0002]近几年，随着世界石油价格不断攀升，环境保护要求不断提高，新能源汽车技术的研究与产业化得到了广泛的关注。新能源汽车是当前汽车工业的发展趋势，是国家重点扶持的一个新兴产业。在实际生活中，一方面要满足人民对汽车等日常生活用品的物质、文化的需要，另一方面也要降低对环境的污染与破坏，这就要求合理改进汽车零部件的结构，在保证新能源汽车安全性能的基础上，降低整车重要以增加行驶里程，从而缓解“里程焦虑”。
[0003]因此，新能源汽车的结构轻量化成为本领域的重要发展方向，考虑到新能源汽车轴类零件承载扭矩的工作特点决定了芯部材料的作用效果较小，故在保证结构整体刚度的基础上结构空心化是轻量化的有效方式，可以在保证服役性能前提下显著降低部件重量。相较于实心及空心轴类零件，新能源汽车盲孔轴具有以下优势：(1)在保证强度的基础上，节材减重，减少材料消耗，减轻整个车轴的重量；(2)盲孔轴转动惯量小，可提高快速转动的响应性能，提高整车的启停速度；(3)盲孔轴两侧方便放置探头，便于日常无损检测，增大汽车的安全性。相关数据表明，若新能源汽车的整车运动部件减重10％，可节油14％左右。随着盲孔轴在交通运输行业的应用逐渐增加，盲孔轴成形制造技术成为亟待解决的关键技术。
[0004]目前，盲孔轴类零件的成形工艺主要是利用车削加工内孔，该工艺材料利用率低，尤其是对于长轴深孔加工成本较高，且不能得到均匀的金属流线，生产效率低、材料利用率低、毛坯余量大。
[0005]楔横轧工艺是一种先进的回转类零件成形工艺，与传统的锻造工艺、挤压工艺和机械加工工艺生产轴类零件比较，具有生产效率与材料利用率高、产品成形质量稳定、组织性能良好等优点，迄今为止楔横轧工艺在汽车领域得到了广泛应用。但是现有楔横轧工艺仅能成形实心轴类零件或者通孔轴类零件，暂无法成形盲孔类零件，一方面限制了新能源车轴的设计自由度，使得很多车轴无法采用兼具轻量化和高强度的盲孔结构。另一方面使得楔横轧工艺在新能源盲孔轴领域无法得到有效推广和应用。
技术实现思路
[0006]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0007]鉴于上述和/或现有的存在的问题，提出了本专利技术一种利用芯棒控制凹心缺陷的盲孔新能源车轴成形工艺及装置，面向新能源汽车领域对轴类件精密化、高效化、轻量化及低成本的制造需求，对现在楔横轧技术进行升级与发展，充分利用楔横轧的两侧端面凹心
缺陷，在传统两辊楔横轧技术上添加两个芯棒，通过芯棒对楔横轧的凹心缺陷进行精确控制，采用对称轧制的方式一次旋转得到两个盲孔新能源车轴毛坯，从而高效精密楔横轧成形新能源盲孔车轴。
[0008]本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一方面，本专利技术提供了一种利用芯棒控制凹心缺陷的盲孔新能源车轴成形工艺，包括：
[0010]S1、依据体积守恒原则，通过计算盲孔新能源车轴的体积得到实心圆棒料的下料尺寸；
[0011]S2、根据盲孔新能源车轴的外表面尺寸设计两个楔横轧轧辊，根据盲孔新能源车轴的内孔几何尺寸设计两个芯棒的外形尺寸；所述盲孔新能源车轴的外表面具有两个直角台阶，一端的大直径杆部具有一个锥形端面等直径盲孔，其他杆部为实心圆杆；
[0012]S3、将所述实心圆棒料加热到设定的变形温度；
[0013]S4、将所述实心圆棒料置于两个所述轧辊之间，两个所述芯棒分别置于所述实心圆棒料的两端并分别与两端面接触；所述芯棒的轴线与实心圆棒料的轴线重合；
[0014]S5、轧制：两个所述轧辊作同向等速的周向旋转运动，两个所述芯棒轴向保持不动，周向作随动旋转运动，实心圆棒料在所述轧辊和所述芯棒的共同作用下被对称轧制成形，并被切割得到两个所述盲孔新能源车轴的毛坯；
[0015]S6、将步骤S5中得到的所述毛坯进行切削加工，得到所述盲孔新能源车轴。
[0016]如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S2中，两个所述轧辊为几何尺寸相同的圆柱型轧辊，两个所述轧辊的凸起楔块以实心圆棒料为对称轴呈对称设置；
[0017]所述轧辊依次包括入料段、楔入段、展宽段、精整段和切料段；
[0018]所述入料段用于将加热到变形温度的实心圆棒料轧件限定到楔横轧加工位置；
[0019]所述楔入段用于径向压缩轧件变形区金属，从而将所述轧辊咬入到轧件内；
[0020]所述展宽段用于轴向展开轧件变形区金属，成形轧件的各处圆杆部；
[0021]所述精整段用于轴向轧制轧件台阶处金属，形成轧件的直角台阶；
[0022]所述切料段用于从中部切开轧件，形成两个所述盲孔新能源车轴的毛坯。
[0023]如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S1中，所述实心圆棒料的长度L0与所述盲孔新能源车轴的毛坯盲孔厚度L12的数学关系为L0＝2*L12，所述实心圆棒料的直径D0与盲孔新能源车轴的毛坯总体积V的数学关系式为：
[0024][0025]其中L0为实心圆棒料长度。
[0026]如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S2中，两个所述芯棒为几何尺寸相同的锥形端面等直径圆杆芯棒，所述芯棒的长度大于盲孔新能源车轴毛坯的盲孔深度，所述芯棒的直径等于新能源车轴毛坯的盲孔孔径；两个所述芯棒在实心圆棒料轴向两侧对称布置。
[0027]如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S3中，所述变形温度为600℃
‑
1300℃。
[0028]如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，步骤S4中，两个所述轧辊之间设置两块导板，两块所述导板之间留有容纳金属圆棒料的间隙，用以限定金属圆棒料的径向位置并保持稳定轧制。
[0029]如上所述的任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述实心圆棒料的材质为碳素钢。
[0030]另一方面，本专利技术还提供了一种利用芯棒控制凹心缺陷的盲孔新能源车轴成形装置，包括两个楔横轧轧辊、两个芯棒、两块导板和轧辊驱动单元；
[0031]两个所述轧辊，具有同向等速的周向旋转运动，分别布置在实心圆棒料的径向两侧，用于在轧制过程中对实心圆棒料轧件进行轧制形成盲孔新能源车轴的外形尺寸，并切割得到两个所述盲孔新能源车轴的毛坯；所述外形尺寸包括两个直角台阶；
[0032]两块所述导板，设置在两个所述轧辊的中间位置，两个所述导板之间的空间用于限定实心圆棒料的径向位置；
[0033]两个所述芯棒，在轴向保持不动，周向具有随动旋转运动，分别布置在实心圆棒料的轴向两侧本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用芯棒控制凹心缺陷的盲孔新能源车轴成形工艺，其特征在于，所述工艺包括：S1、依据体积守恒原则，通过计算盲孔新能源车轴的体积得到实心圆棒料的下料尺寸；S2、根据盲孔新能源车轴的外表面尺寸设计两个楔横轧轧辊，根据盲孔新能源车轴的内孔几何尺寸设计两个芯棒的外形尺寸；所述盲孔新能源车轴的外表面具有两个直角台阶，一端的大直径杆部具有一个锥形端面等直径盲孔，其他杆部为实心圆杆；S3、将所述实心圆棒料加热到设定的变形温度；S4、将所述实心圆棒料置于两个所述轧辊之间，两个所述芯棒分别置于所述实心圆棒料的两端并分别与两端面接触；所述芯棒的轴线与实心圆棒料的轴线重合；S5、轧制：两个所述轧辊作同向等速的周向旋转运动，两个所述芯棒轴向保持不动，周向作随动旋转运动，实心圆棒料在所述轧辊和所述芯棒的共同作用下被对称轧制成形，并被切割得到两个所述盲孔新能源车轴的毛坯；S6、将步骤S5中得到的所述毛坯进行切削加工，得到所述盲孔新能源车轴。2.如权利要求1所述的利用芯棒控制凹心缺陷的盲孔新能源车轴成形工艺，其特征在于，步骤S2中，两个所述轧辊为几何尺寸相同的圆柱型轧辊，两个所述轧辊的凸起楔块以实心圆棒料为对称轴呈对称设置；所述轧辊依次包括入料段、楔入段、展宽段、精整段和切料段；所述入料段用于将加热到变形温度的实心圆棒料轧件限定到楔横轧加工位置；所述楔入段用于径向压缩轧件变形区金属，从而将所述轧辊咬入到轧件内；所述展宽段用于轴向展开轧件变形区金属，成形轧件的各处圆杆部；所述精整段用于轴向轧制轧件台阶处金属，形成轧件的直角台阶；所述切料段用于从中部切开轧件，形成两个所述盲孔新能源车轴的毛坯。3.如权利要求1所述的利用芯棒控制凹心缺陷的盲孔新能源车轴成形工艺，其特征在于，步骤S1中，所述实心圆棒料的长度L0与所述盲孔新能源车轴的毛坯盲孔厚度L12的数学关系为L0＝2*L12，所述实心圆棒料的直径D0与盲孔新能源车轴的毛坯总体积V的数学关系式为：其中L0为实心圆棒料长度。4.如权利要求1所述的利用芯棒控制凹心缺陷的盲孔新能源车轴成形工...
【专利技术属性】
技术研发人员：林龙飞，彭文飞，李贺，邵熠羽，康健，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：
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