文/寻宝明·徐州开元世纪重型锻压有限公司

半轴校直的新工艺研究

文/寻宝明·徐州开元世纪重型锻压有限公司

半轴用来将差速器半轴齿轮输出的动力传给驱动轮或轮边减速器，是汽车传动系统的一个重要组成部分。半轴内端以花键连接着半轴齿轮，半轴齿轮在工作时只将扭矩传给半轴，几个行星齿轮对半轴齿轮施加的径向力是互相平衡的，因而并不传给半轴内端。主减速器从动齿轮所受径向力则由差速器壳的两轴承直接传给主减速器壳，半轴内端只受扭矩而不受弯曲力矩。半轴是汽车的轴类零件中承受扭矩最大的零件，为了满足半轴的强度要求，多年来，世界各国除了用各种各样的计算方法外，还在材料选择、毛坯成形、机械加工和热处理等方面进行着不懈的努力。

半轴校直工艺

半轴齿轮广泛用于汽车、拖拉机等机械的差速器中，应用面广，需求量大。采用精密模锻生产半轴的工艺流程为：棒料切断→法兰、花键部分热镦辗成形（感应加热、预镦机和摆辗机） →正火→淬火、回火→喷砂→打中心孔→校直→法兰和花键部分切削加工→感应加热淬火、回火→校直→磁力探伤→法兰部分加工。

通过以上的工艺流程可以看出，校直只是半轴生产工序中的两个环节，可以分为粗校直和精校直。但是校直工序对半轴的性能及其生产成本有着很大的影响。本文主要是对半轴在校直工序各种工艺的对比及新工艺研究。

传统的半轴校直可以称之为物理方法校直，就是让半轴弯曲的地方反向受力，使之在反方向过弯曲，然后反弹达到校直的目的。如图1所示。

传统物理方法校直半轴存在以下缺点：①操作繁琐；②施压点不准确；③下压量难以把握；④校直效率极低；⑤劳动强度大；⑥对半轴金属纤维有一定的破坏，半轴品质降低；⑦校直精度极低，原材料利用率极低。

半轴校直设备

随着汽车工业对半轴的要求越来越严格，采购价格越来越低，迫使半轴生产企业需要在半轴生产的每个工序提高生产效率、提高半轴品质和降低生产成本。针对市场需求，我公司研发了一种新型的半轴校直工艺，也称为热校直方法。该工艺通过四件模具同时对热半轴进行挤压，在保压的同时，用冷却水对半轴进行冷却，达到校直的目的。校直设备如图2所示。

图1 传统物理校直方法

图2 半轴校直设备

图2 所示的设备包括机架、校直滑块、校直油缸、压平缸、顶出缸、动力系统及电气控制系统等；校直滑块分为四件，分四个方向安装在机架内部，用于校直半轴杆部，每个校直滑块连接有三个校直油缸；压平油缸安装在机架上部，用于压平汽车半轴的法兰盘；顶出缸安装在机架的底部，用于顶出工件；校直油缸、压平油缸和顶出油缸均采用位移传感器来控制其位移达到精准的运动；该设备具有热校直、保压冷却的工艺特点，其优点是能够大大提高半轴性能，金属纤维没有受到任何损伤；校直精度高，节约原材料，校直效率大大提高。

该设备主要由主机、液压控制系统及电气控制系统等组成。

主机部分

主机主要由机架、液压油缸、滑块及其他辅件组成。

⑴机架。机架由Q235-A优质钢板焊接而成，焊后采用退火处理以彻底消除焊接应力，退火后表面经喷丸处理、焊缝经打磨处理，无焊渣和留疤现象。保证上梁具有良好的强度和刚度。机架上加工有校平缸、校直油缸及顶出缸安装孔，用于安装油缸。

⑵液压油缸。设备校直油缸为四面共12个活塞式油缸，缸体通过法兰与机身连接，活塞杆与滑块连接，缸体材料为35#锻件，活塞杆材料为45#锻件，活塞杆表面进行淬火处理，硬度达到HRC45以上，活塞缸密封采用国内优质Yx形密封圈密封，密封可靠，使用寿命长。

⑶滑块。采用四周同步向内挤压的方式校直工件，故有四部分完全相同的滑块，且四部能组合成一个完整的中空（圆孔）实体件。滑块导向为圆柱导向杆导向，保证滑块导向精度和防止校直滑块受偏载旋转，导轨间隙可调，导向精度高。滑块下部安装有直线导轨，以便滑块运动自如。直线导轨下部安装有可更换的淬火板。

液压控制系统

液压传动和控制系统主要由泵、阀块、冷却过滤系统、压力显示和控制系统、管路等组成，借助于电气系统的控制，完成液压机各种动作的控制。

⑴动力系统。液压系统中的校直滑块油缸、压紧油缸和顶出油缸均采用YCY14-1B恒功率轴向柱塞泵供油，校直滑块油缸采用单独的液压系统。

⑵油箱。油箱本体为钢板焊接结构，油箱安装时进行酸洗、钝化和防锈处理。油箱上设有油位指示和滤油器堵塞显示及报警功能。液压控制阀块在油箱上平面有序排列，液压管路及电缆走线管（槽）排列整齐。

⑶油液冷却和过滤。液压系统设有水冷却和过滤装置，用以保持液压系统的清洁度和使用油液温度在液压系统允许的范围之内。

⑷管路。液压系统中高压管路采用法兰连接，防止管路泄漏，管路安装时进行酸洗钝化处理，管路为冷拔精密无缝钢管，在管路中易产生共振的地方加有阻尼减振装置，并采用抗振管夹和耐振压力表。

⑸压力显示装置。本机主缸的压力显示采用耐振压力表显示和数字显示，压力调整采用远程调压阀实现，当远程调压阀调整压力时，压力调压范围为公称压力的10%～100%。

电气控制系统

电气控制系统分为动力系统和控制系统两部分，动力部分包括控制总电源、各个电动机的启停及保护开关等；控制部分包括控制箱，主操作台和移动操作台等。

控制箱安装有PLC可编程序控制系统，可完成对该机的全部动作的控制，主操作台可完成该机的全部动作的操作，主操作台上设有液压机各部分动作的操作按钮，功能转换开关、触摸屏、各个电机的启停按钮及各部分的报警、监视指示灯等。移动操作台主要用于半自动工作，上有双手压制按钮、回程和急停按钮，以及有电指示灯。

结束语

以上介绍的半轴校直新工艺及设备，采用一台机械手配合完成，可以做到更加理想的效果。其最突出的优势是，半轴产品的品质大大提高，生产效率大大提高，原材料利用率大大提高。