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.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115958142A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202211697039.4(22)申请日2022.12.28(71)申请人宁波大学地址315221浙江省宁波市江北区风华路818号(72)发明人林龙飞彭文飞李贺邵熠羽康健(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401专利代理师岳野(51)Int.Cl.B21H1/22(2006.01)B21B1/08(2006.01)B21B27/02(2006.01)B21B39/14(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称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(57)摘要本发明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。CN115958142ACN115958142A权利要求书1/2页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艺，其特征在于，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。5.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S3中，所述变形温度为600℃‑1300℃。6.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。7.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2CN115958142A权利要求书2/2页于，所述实心圆棒料的材质为碳素钢。8.一种利用芯棒控制凹心缺陷的盲孔新能源车轴成形装置，其特征在于，所述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；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