CN103481042B - 一种汽车多层孔零件加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车多层孔零件加工方法，其具体包括以下工序：a.在工件上的孔加工位形成预冲孔；b.使工件上各个预冲孔固定于拉床上使其与拉刀同一轴线；c.使用拉刀同时对位于同一轴线上的预冲孔进行拉削。本发明采用两侧耳的耳孔预冲孔处于同一轴线的拉刀同时拉削出两个耳孔成型孔，有效解决了现有技术两个耳孔同轴度低的问题；经测试，采用本发明提供的方法制得的汽车转向万向节叉两耳孔的同轴度误差最低可至±0.02mm，质量远高于同类产品，同时拉削形成两耳孔还有利于减少加工工序、提高生产效率；无需增加新设备，成本低廉易于推广。

Description

一种汽车多层孔零件加工方法

技术领域

本发明涉及一种汽车零件加工方法，具体涉及一种汽车多层孔零件加工方法。

背景技术

1886年第一辆车诞生以来，汽车经历了一百多年的磨砺，各项性能都得到了巨大的发展。但是，正如历史不会停下前进的脚步，人们对汽车各项性能的要求也越来越高。要提高汽车的各项性能，就必须从基础抓起，将汽车零部件的制造工艺进一步提升；作为汽车零部件中有所应用的多层孔结构，往往对同轴度有着较高的要求。例如汽车中常用到的万向节，是转向传动轴总成比不可少的重要零件之一，对转向传动轴总成的动平衡精度及剩余不平衡量值的影响非常大；所以，万向节叉多层孔作为万向节的主要受力部位，提高所述多层孔的同轴度，改进其加工方法，对提高汽车性能有着重大意义。

汽车转向传动轴总成的使用要求比较特殊，它在传递扭矩时需要高速旋转。随着人们对汽车设计人性化、对汽车乘用舒适性的要求越来越高，汽车相关工业对转向传动轴总成的动平衡精度及剩余不平衡量值的要求也越来越高。转向传动轴总成的动平衡精度及剩余不平衡量值主要受转向传动轴上转向万向节叉两节叉耳的同轴度影响。现有的转向万向节叉加工方法主要如下：

一.裁切、弯折钢材；

二.使用钻床于节叉耳处初钻两耳孔；

三.使用精钢镗床依次粗镗两耳孔；

四.使用仿形车床粗车万向节叉外缘；

五.使用仿形车床精车万向节叉外缘；

六.使用金刚镗床依次半粗镗两耳孔、精镗两耳孔；

七.使用铣床铣节叉耳外缘；

八.使用车床车中心孔。

上述现有转向万向节叉加工方法步骤繁琐、效率低下、精度不足，同时由于两个耳孔为依次镗出，同轴度较低。使用这种转向万向节叉生产的汽车转向转动轴，动平衡精度低，操作感差且易于损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够为汽车零部件行业中常用的多层孔，提供生产效率高、同轴度高的带有多层孔零件的加工方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种汽车多层孔零件加工方法，其具体包括以下工序：

a.在工件上的孔加工位形成预冲孔；

b.使工件上各个预冲孔固定于拉床上使其与拉刀同一轴线；

c.使用拉刀同时对位于同一轴线上的预冲孔进行拉削。

针对现有技术所生产的汽车零件中多层孔的同轴度低的问题，本发明通过以下方法实现：首先将该零件毛胚固定在拉床上，然后将拉刀与多层孔的预冲孔处于同一轴线上，此时，该零件在拉刀的作用下，同时完成多层孔中多个同轴度要求高的通孔。多层孔即在一个零件上同一轴线上的多个通孔。由于所述多层孔中的多个同轴孔是在同一次拉刀进刀中完成孔的拉削的，因此能够藉此获得同轴度非常精确的一组多层孔。经测试，利用本发明提供的方法制得的轮毂、万向节叉等具有同轴多层的产品，多层孔间同轴度误差最低可达±0.02mm。由于拉刀上可设置不同形状的刀头，拉削工序可同时对空完成多种处理。相较于现有技术，更有利于定位钻孔位置，进一步提高产品精度。同时，还有利于减少生产工序，使生产效率提高。

所述预冲孔层数为2-10层。

随着工业发展的不断进步，人们对工艺的要求也愈加苛刻。本加工方法经多次实际试验后，明确了此加工方法能够为层数为2-10层的多层孔提供可靠性高的拉削，扩大了本加工方法的适用范围。特别是层数达到5-10层时，此时的加工难度很大，其增长为指数趋势，但本方法依然能够提供优秀的工艺要求，完成此类层数多的多层孔的制作。

所述汽车多层孔零件为万向节叉。

使用本发明的方法制造汽车万向节叉，其两耳孔同轴度误差最低可达±0.02mm，使用这种汽车转向万向节叉制造的汽车转向传动轴总成的动平衡精度及剩余不平衡量值明显高于市面上其他产品。此外，本发明首先对裁切好的板材进行预冲孔后再完成拉伸、弯折等工序，相较于现有技术先弯折板材再钻孔的方法，能够更精确地定位孔的位置及降低加工难度，进一步提高所制得的万向节叉的精度。

所述工序a.在工件上的孔加工位形成预冲孔之前还包括裁切板材工序；所述工序a.在工件上的孔加工位形成预冲孔是指使用冲床对板材上对应万向节叉两节叉耳的耳孔位置冷冲压，形成耳孔预冲孔。

所述工序b前还包括万向节叉毛坯形成工序；所述万向节叉毛坯形成工序为对耳孔预冲孔周壁进行拉伸，使耳孔预冲孔边缘分别形成与之同心的圆凸台，制成万向节叉毛坯，并裁去万向节叉毛坯边缘多余的板材。

所述工序c包括c1.对万向节叉毛坯冲压使其两节叉耳部弯折；c2.将万向节叉毛胚固定在拉床上，使拉刀、两侧耳的耳孔预冲孔处于同一轴线；c3.拉刀同时拉削两个耳孔预冲孔使其形成耳孔成型孔。

所述拉刀的转速为100-190r/min，走刀速度为55-70mm\min。

因此本发明拉刀的转速为150r/min，在此转速为本加工方法的最佳转速；经多方试验，在此转速下，不仅保证了拉刀具有足够强劲的拉削力，而且拉刀处于正常工作状态，不会由于超重负荷而大幅折损使用寿命。此外，因本发明在拉削耳孔前，已将两节叉耳弯折，拉削工序中节叉耳处缺乏足够的支撑强度，走刀速度过快，万向节叉的节叉耳容易受力变形，最终使产品报废；走刀速度过慢，耳孔成型孔表面将出现毛刺、披锋等瑕疵。本发明的拉刀在拉削过程中以150r/min的速度旋转，并以60mm\min的速度前进，在线性拉削的基础上辅以旋转切割，使所制得的耳孔成型孔表面光滑的同时能够有效防止节叉耳受力弯折。

所述拉刀包括刀轴以及环绕在刀轴外的多层环状刀头。所述拉刀正是藉由此项外形特征，实现高精度多层孔拉削的要求。

所述使用冲床对板材上对应两节叉耳的耳孔位置冷冲压是指使用450-600吨的冲床以20次/min的速度对板材上对应万向节叉两节叉耳的耳孔位置冷冲压形成预冲孔。

为了使拉刀能够更好的完成多层孔的拉削，对毛坯件上的耳孔位置进行预冲孔，且该预冲孔的孔径必须小于实际孔径的大小。作为最优选方案，选取实际孔径的2/3-4/5作为该预冲孔的孔径。

所述对耳孔周壁进行拉伸可使用任一种现有的拉伸装置对耳孔周壁进行拉伸。

本发明相对于现有技术，具有如下有益效果：

1.本发明采用两侧耳的耳孔预冲孔处于同一轴线的拉刀同时拉削出两个耳孔成型孔，有效解决了现有技术两个耳孔同轴度低的问题；经测试，采用本发明提供的方法制得的汽车转向万向节叉两耳孔的同轴度误差最低可至正负0.02mm，质量远高于同类产品，同时拉削形成两耳孔还有利于减少加工工序、提高生产效率；无需增加新设备，成本低廉易于推广。

2.本发明对汽车转向万向节叉加工方法的工序进行了优化，在板材上形成中心孔、耳孔的预冲孔后再进行弯折，有利于提高中心孔、耳孔的定位精度；本发明同时还对冲压、弯折、拉伸、拉削、镗中心孔等工序的参数进行重新设计，进而提高产品加工精度、减少加工工序、提高生产效率，采用本发明的方法加工汽车转向万向节叉，可将生产效率提高53%。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述：

对比例1

本对比例通过以下步骤，加工汽车万向节叉多层孔。

1.裁切、弯折钢材；

2.使用钻床于节叉耳处初钻两耳孔；

3.使用精钢镗床依次粗镗两耳孔；

4.使用仿形车床粗车万向节叉外缘；

5.使用仿形车床精车万向节叉外缘；

6.使用金刚镗床依次半粗镗两耳孔、精镗两耳孔；

7.使用铣床铣节叉耳外缘；

8.使用车床车中心孔。

上述现有转向万向节叉加工方法步骤繁琐、效率低下、精度不足，同时由于两个耳孔为依次镗出，同轴度较低。使用这种转向万向节叉生产的汽车转向转动轴，动平衡精度低，操作感差且易于损坏。

实施例1

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种汽车万向节叉加工方法，其具体依次包括以下工序：

使用冲床对板材上对应万向节叉两节叉耳的耳孔位置冷冲压，形成耳孔预冲孔。

对耳孔预冲孔周壁进行拉伸，使耳孔预冲孔边缘分别形成与之同心的圆凸台，制成万向节叉毛坯，并裁去万向节叉毛坯边缘多余的板材。

对万向节叉毛坯冲压使其两节叉耳部弯折；将万向节叉毛胚固定在拉床上，使拉刀、两侧耳的耳孔预冲孔处于同一轴线。

使用拉刀同时对位于同一轴线上的预冲孔进行拉削为拉刀同时拉削两个耳孔预冲孔使其形成耳孔成型孔。

本实施例中，上述使用冲床对板材上对应万向节叉两节叉耳的耳孔位置冷冲压是指使用冲床以500的压力、20次/min的速度冲压出耳孔预冲孔。本实施例中，使用车床裁去万向节叉毛坯边缘多余的板材。

上述使两节叉耳弯折是指使用冲床使两节叉耳弯折。

本实施例中，上述拉刀为所述拉刀包括刀轴以及环绕在刀轴外的多层环状刀头。上述拉刀拉削耳孔预冲孔时，其转速为150r/min，进刀速度为60mm/min。

为了使拉刀能够更好的完成多层孔的拉削，对毛坯件上的耳孔位置进行预冲孔，且该预冲孔的孔径必须小于实际孔径的大小。作为最优选方案，选取实际孔径的2/3作为该预冲孔的孔径。

使用本实施例提供的汽车万向节叉加工方法生产的汽车万向节叉，其两耳孔同轴度误差为0.02mm，具有良好的操作性能。同时上述方法生产效率较对比例高40%，具有较高的经济效益。

实施例2

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种汽车万向节叉加工方法，其具体依次包括以下工序：

使用冲床对板材上对应万向节叉两节叉耳的耳孔位置冷冲压，形成耳孔预冲孔。

对耳孔预冲孔周壁进行拉伸，使耳孔预冲孔边缘分别形成与之同心的圆凸台，制成万向节叉毛坯，并裁去万向节叉毛坯边缘多余的板材。

对万向节叉毛坯冲压使其两节叉耳部弯折；将万向节叉毛胚固定在拉床上，使拉刀、两侧耳的耳孔预冲孔处于同一轴线。

使用拉刀同时对位于同一轴线上的预冲孔进行拉削为拉刀同时拉削两个耳孔预冲孔使其形成耳孔成型孔。

本实施例中，上述使用冲床对板材上对应万向节叉两节叉耳的耳孔位置冷冲压是指使用冲床以450的压力、20次/min的速度冲压出耳孔预冲孔。本实施例中，使用车床裁去万向节叉毛坯边缘多余的板材。

上述使两节叉耳弯折是指使用冲床使两节叉耳弯折。

本实施例中，上述拉刀为所述拉刀包括刀轴以及环绕在刀轴外的多层环状刀头。上述拉刀拉削耳孔预冲孔时，其转速为123r/min，进刀速度为70mm/min。

为了使拉刀能够更好的完成多层孔的拉削，对毛坯件上的耳孔位置进行预冲孔，且该预冲孔的孔径必须小于实际孔径的大小。作为最优选方案，选取实际孔径的4/5作为该预冲孔的孔径。

使用本实施例提供的汽车万向节叉加工方法生产的汽车万向节叉，其两耳孔同轴度误差为0.03mm，具有良好的操作性能。同时上述方法生产效率较对比例高53%，具有较高的经济效益。

实施例3

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种汽车万向节叉加工方法，其具体依次包括以下工序：

使用冲床对板材上对应万向节叉两节叉耳的耳孔位置冷冲压，形成耳孔预冲孔。

对耳孔预冲孔周壁进行拉伸，使耳孔预冲孔边缘分别形成与之同心的圆凸台，制成万向节叉毛坯，并裁去万向节叉毛坯边缘多余的板材。

对万向节叉毛坯冲压使其两节叉耳部弯折；将万向节叉毛胚固定在拉床上，使拉刀、两侧耳的耳孔预冲孔处于同一轴线。

使用拉刀同时对位于同一轴线上的预冲孔进行拉削为拉刀同时拉削两个耳孔预冲孔使其形成耳孔成型孔。

本实施例中，上述使用冲床对板材上对应万向节叉两节叉耳的耳孔位置冷冲压是指使用冲床以590的压力、20次/min的速度冲压出耳孔预冲孔。本实施例中，使用车床裁去万向节叉毛坯边缘多余的板材。

上述使两节叉耳弯折是指使用冲床使两节叉耳弯折。

本实施例中，上述拉刀为所述拉刀包括刀轴以及环绕在刀轴外的多层环状刀头。上述拉刀拉削耳孔预冲孔时，其转速为190r/min，进刀速度为70mm/min。

为了使拉刀能够更好的完成多层孔的拉削，对毛坯件上的耳孔位置进行预冲孔，且该预冲孔的孔径必须小于实际孔径的大小。作为最优选方案，选取实际孔径的4/5作为该预冲孔的孔径。

使用本实施例提供的汽车万向节叉加工方法生产的汽车万向节叉，其两耳孔同轴度误差为0.03mm，具有良好的操作性能。同时上述方法生产效率较对比例高53%，具有较高的经济效益。

以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种汽车多层孔零件加工方法，其具体依次包括以下工序：

a.在工件上的孔加工位形成预冲孔；

b.使工件上各个预冲孔固定于拉床上使其与拉刀同一轴线；

c.使用拉刀同时对位于同一轴线上的预冲孔进行拉削形成多层;

所述预冲孔层数为2-10层；

所述汽车多层孔零件为万向节叉；

所述工序a.在工件上的孔加工位形成预冲孔之前还包括裁切板材工序；

所述工序a.在工件上的孔加工位形成预冲孔是指使用冲床对板材上对应万向节叉两节叉耳的耳孔位置冷冲压，形成耳孔预冲孔；

所述工序b前还包括万向节叉毛坯形成工序；

所述万向节叉毛坯形成工序为对耳孔预冲孔周壁进行拉伸，使耳孔预冲孔边缘分别形成与之同心的圆凸台，制成万向节叉毛坯，并裁去万向节叉毛坯边缘多余的板材；

所述工序b包括b1.对万向节叉毛坯冲压使其两节叉耳部弯折；b2.将万向节叉毛坯固定在拉床上，使拉刀、两侧耳的耳孔预冲孔处于同一轴线；

所述工序c使用拉刀同时对位于同一轴线上的预冲孔进行拉削为拉刀同时拉削两个耳孔预冲孔使其形成耳孔成型孔；

所述拉刀的转速为100-190r/min，走刀速度为55-70mm/min；

所述拉刀包括刀轴以及环绕在刀轴外的多层环状刀头；

所述使用冲床对板材上对应两节叉耳的耳孔位置冷冲压是指使用450-600吨的冲床以20次/min的速度对板材上对应万向节叉两节叉耳的耳孔位置冷冲压形成预冲孔。