精密花鍵的成形工藝

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精密花鍵的成形工藝

管軸有一個細長軸和一個內部花鍵，在裝配后能夠進行平滑的縱向運動。然而，花鍵具有嚴格的成形要求，而且很難制造成形。至今管軸仍通過熱鍛造工藝或軸與花鍵的焊接成形。但經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、連續過程不適用等，從而導致管軸的生產時間長和生產成本高。為此，研究一種新的細長管軸內花鍵成形工藝，其不同于現有管軸制造的冷擠壓方法。

汽車工業中管軸的制造需要盡量滿足輕質量與高品質的特點。然而，由于細長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花鍵。細長管軸采用一種多工序成形技術形成精確齒形。通過對模直徑和材料厚度兩個影響因素進行模擬分析，以確定所需成形工序次數。

通過使用一個三維剛塑性體有限元演繹程序，對一個內長中空材料的內花鍵在冷擠壓試驗中的成形載荷與樣條填充進行檢測，展示了具有直徑減小率從9%→2%→8%的成形工藝，并將其作為最優工序。

進行冷擠壓試驗驗證有限元模型仿真結果表明，經多工序成形的細長管軸具有高精度和改進的力學性能。

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