專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種冷拔傳動(dòng)軸的生產(chǎn)方法及模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種金屬延壓加工的方法，特別是一種采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的方法及采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的模具。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)的傳動(dòng)軸加工采用的是機(jī)械切削加工，工時(shí)消耗大、材料利用率低、成本高；而傳統(tǒng)的冷拔工藝生產(chǎn)的冷拉型鋼(GB905-1994)又無(wú)法生產(chǎn)出能滿(mǎn)足傳動(dòng)軸公差、精度等要求的冷拉型鋼。傳統(tǒng)的冷拔工藝生產(chǎn)的冷拉圓鋼的公差及精度最高只能生產(chǎn)h8級(jí)的產(chǎn)品，公差大都在0-0.03mm以上，無(wú)法滿(mǎn)足裝配軸承的要求。其主要技術(shù)難度是冷拔時(shí)的尺寸無(wú)法精確控制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的方法及采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的模具。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的方法，其具體的生產(chǎn)方法如下A、坯料的檢測(cè)分類(lèi)定檔將坯料按硬度進(jìn)行分類(lèi)，分為5個(gè)區(qū)間類(lèi)別，即HB《170、HB170200、HB200230、HB230250、HB250以上。分類(lèi)定檔的目的是為了模具的設(shè)計(jì)及調(diào)整提供重要的依據(jù)，由于不同鋼廠生產(chǎn)的坯料，甚至同一鋼廠不同爐號(hào)的坯料其出廠時(shí)的化學(xué)成份、強(qiáng)度、硬度、塑性指標(biāo)都有一定差異，在拉拔過(guò)程中，因其產(chǎn)生拉拔抗力及內(nèi)應(yīng)力的變化，都會(huì)對(duì)拉拔的材料尺寸公差產(chǎn)生較大的影響，即使在拉拔之前采用保護(hù)氣氛退火處理，也會(huì)因退火工藝的控制形成一定的差異，原材料的硬度越高，塑性越低，拉拔抗力和變形內(nèi)應(yīng)越大，拉拔后材料的膨脹系數(shù)就越大。對(duì)拉拔前的坯料進(jìn)行原始狀態(tài)的檢測(cè)進(jìn)行分類(lèi)，能夠較好地控制拉拔時(shí)的變形內(nèi)應(yīng)力，然后采用不同模具進(jìn)行配合拉拔從而達(dá)到超高精度的拉拔效果。B、拉拔前的預(yù)處理，拉拔前的預(yù)處理包括—、酸洗處理將坯料用1015%硫酸浸泡，浸泡溫度7080°C，浸泡時(shí)間2530分鐘。二、中和處理將酸洗處理后的坯料浸泡在5%NaOH水溶液中，浸泡溫度4(TC，浸泡時(shí)間10分鐘，然后清水沖洗干凈。三、磷化處理將中和處理后的坯料浸泡在磷化液中，浸泡溫度7080°C，浸泡時(shí)間1015分鐘。所述的磷化液由下述組份的原料組成，其份數(shù)為重量份，其中氧化鋅0.015、硝酸0.018、磷酸0.008、水1。四、二硫化鉬皂化處理將磷化處理后的坯料浸泡在皂化液中，浸泡溫度405(TC，浸泡時(shí)間510分鐘。4所述的皂化液由下述組份的原料組成，其份數(shù)為重量份，其中二硫化鉬0.010.03、肥皂0.030.06、石灰0.030.06、水1。拉拔過(guò)程中，坯料的預(yù)處理潤(rùn)滑條件也是影響拉拔精度的關(guān)鍵因素之一，目前普通采用酸洗除銹+中和+上灰(石灰)皂化工藝。本發(fā)明對(duì)坯料的潤(rùn)滑處理采用了獨(dú)創(chuàng)的酸洗除銹+中和+磷化+二硫化鉬皂化工藝，坯料通過(guò)磷化后，表面形成一層磷化膜，磷化膜為致密細(xì)微的網(wǎng)狀組織，在皂化液中加入一定的二硫化鉬后，將在網(wǎng)狀組織中附留二硫化鉬、肥皂和石灰等，從而改善了潤(rùn)滑條件，大大地減少了拉拔的磨擦系數(shù)，使拉拔過(guò)程中坯料的磨擦系數(shù)下降35倍，為下一步調(diào)整模具尺寸、提高模具使用壽命、減少變形抗力創(chuàng)造了條件。C、拉拔處理將坯料軋尖--^拉拔--^校直--^檢測(cè)包裝入庫(kù)。拉拔時(shí)，按坯料的檢測(cè)分類(lèi)定檔，對(duì)不同硬度的坯料采用不同模具進(jìn)行配合拉拔，從而達(dá)到高精度的拉拔效果。本發(fā)明還提供了一種采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的模具，它包括A型拉絲硬質(zhì)合金模和C型拉拔硬質(zhì)合金模，A型拉絲硬質(zhì)合金模適用直徑《小10mm以下的拉絲產(chǎn)品，C型拉拔硬質(zhì)合金模適用直徑>小10mm以上的拉拔產(chǎn)品。按照GB6883國(guó)標(biāo)的設(shè)計(jì)，A型拉絲硬質(zhì)合金模由模套和硬質(zhì)合金模芯組成，硬質(zhì)合金模芯鑲嵌在模套上，在硬質(zhì)合金模芯的模腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)入錐Ll、L3、導(dǎo)出錐L2和定徑帶L0，導(dǎo)入錐L1的導(dǎo)入角為a，導(dǎo)入錐L3的導(dǎo)入角為|3，導(dǎo)出錐L2的導(dǎo)出角為Y，定徑帶L0的長(zhǎng)度為h，直徑為d01。C型拉拔硬質(zhì)合金模由模套和硬質(zhì)合金模芯組成，硬質(zhì)合金模芯鑲嵌在模套上，在硬質(zhì)合金模芯的模腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)入錐Ll、導(dǎo)出錐L2和定徑帶L0，導(dǎo)入錐Ll的導(dǎo)入角為a，導(dǎo)出錐L2的導(dǎo)出角為Y，定徑帶LO的長(zhǎng)度為h。按照GB6883國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)的拉拔硬質(zhì)合金模生產(chǎn)的冷拉型鋼公差一般只能控制在0.03mm0.06mm，滿(mǎn)足不了傳動(dòng)軸的精度要求。坯料在拉拔過(guò)程中的塑性變形主要是在模具的導(dǎo)入錐中完成的，導(dǎo)入錐起到了預(yù)拉縮徑作用，模具的定徑帶起精拉和穩(wěn)定尺寸的作用。拉拔模具導(dǎo)入錐的大小、定徑帶的長(zhǎng)短會(huì)直接影響拉拔的效果，冷拔模具的設(shè)計(jì)水平主要體現(xiàn)在導(dǎo)入錐和定徑帶的設(shè)計(jì)上。傳統(tǒng)拉拔模具導(dǎo)入錐(即P角和a角)較小，模腔定徑帶較短，難于實(shí)現(xiàn)超高精度拉拔。主要是因?yàn)槟＞邔?dǎo)入錐越小拉拔時(shí)變形坯料與模腔接觸面積會(huì)增加，增大拉拔阻力和變形內(nèi)應(yīng)力，造成坯料出腔后的膨脹系數(shù)增大，應(yīng)力松弛時(shí)尺寸難于控制；還會(huì)造成拉拔效率下降，為了減小拉拔力，只能減小拉拔壓縮比，進(jìn)行多道次拉拔，提高成本，降低效率。模具定徑帶短會(huì)造成拉拔尺寸難于穩(wěn)定，還會(huì)使模具容易磨損使用壽命低。本發(fā)明對(duì)模具的導(dǎo)入、導(dǎo)出錐度以及模腔定徑帶的尺寸進(jìn)行了改進(jìn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是將模具的導(dǎo)入錐，尤其是a角，減小導(dǎo)入時(shí)坯料與模具接觸面積，減小拉拔阻力。同時(shí)為了增加拉拔時(shí)坯料在模腔中的穩(wěn)定，對(duì)定徑帶尺寸進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鲩L(zhǎng)，而且也有效地提高了模具的使用壽命。本發(fā)明對(duì)模具的設(shè)計(jì)建立起一套完整的數(shù)學(xué)模型。以GB6883標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的模具為基礎(chǔ)，模具的導(dǎo)入角P和a角根據(jù)坯料原始狀況分級(jí)的5個(gè)檔類(lèi)，依次增大，即坯料的強(qiáng)度硬度越高，導(dǎo)入角P和a越大。|3和a角計(jì)算的公式為表1所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>模腔的定徑帶L。長(zhǎng)度增長(zhǎng)計(jì)算公式為h=國(guó)標(biāo)值+0.113Xa增大值。其中a的單位為度，L。增加值為mm。模腔的導(dǎo)出角Y在GB6883基礎(chǔ)上增大5。7°。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)本發(fā)明采用無(wú)切削加工的冷拔工藝生產(chǎn)高精度的冷拔傳動(dòng)軸產(chǎn)品，冷拔出來(lái)的產(chǎn)品可以替代機(jī)械切削加工的傳動(dòng)軸，直接裝配軸承使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該工藝方法生產(chǎn)的傳動(dòng)軸，具有精度高、表面光亮、尺寸穩(wěn)定，綜合機(jī)械性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。由于采用冷拔工藝生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)軸的無(wú)切削加工，可以大量地節(jié)約原材料資源，減少機(jī)械切削加工工時(shí)，提高工效降低成本。經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益巨大。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。附圖1為A型拉絲硬質(zhì)合金模的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為C型拉拔硬質(zhì)合金模的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式—種采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的方法，其具體的生產(chǎn)方法如下A、坯料的檢測(cè)分類(lèi)定檔將坯料按硬度進(jìn)行分類(lèi)，分為5個(gè)區(qū)間類(lèi)別，即HB《170、HB170200、HB200230、HB230250、HB250以上。B、拉拔前的預(yù)處理，拉拔前的預(yù)處理包括—、酸洗處理將坯料用1015%硫酸浸泡，浸泡溫度7080°C，浸泡時(shí)間2530分鐘。二、中和處理將酸洗處理后的坯料浸泡在5%NaOH水溶液中，浸泡溫度4(TC，浸泡時(shí)間10分鐘，然后清水沖洗干凈。三、磷化處理將中和處理后的坯料浸泡在磷化液中，浸泡溫度7080°C，浸泡時(shí)間1015分鐘。所述的磷化液由下述組份的原料組成，其份數(shù)為重量份，其中氧化鋅0.015、硝酸0.018、磷酸0.008、水1。四、二硫化鉬皂化處理將磷化處理后的坯料浸泡在皂化液中，浸泡溫度405(TC，浸泡時(shí)間510分鐘。所述的皂化液由下述組份的原料組成，其份數(shù)為重量份，其中二硫化鉬0.02、肥皂0.05、石灰0.05、水1。C、拉拔處理將坯料軋尖--^拉拔--^校直--^檢測(cè)包裝入庫(kù)。拉拔時(shí)，按坯料的檢測(cè)分類(lèi)定檔，對(duì)不同硬度的坯料采用不同模具進(jìn)行配合拉拔?！N采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的模具，它包括A型拉絲硬質(zhì)合金模和C型拉拔硬質(zhì)合金模。A型拉絲硬質(zhì)合金模由模套1和硬質(zhì)合金模芯2組成，硬質(zhì)合金模芯2鑲嵌在模套1上，在硬質(zhì)合金模芯2的模腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)入錐Ll、L3、導(dǎo)出錐L2和定徑帶L0，導(dǎo)入錐Ll的導(dǎo)入角為a，導(dǎo)入錐L3的導(dǎo)入角為P，導(dǎo)出錐L2的導(dǎo)出角為Y，定徑帶LO的長(zhǎng)度為h。在本實(shí)施例中，以GB6883標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的模具為基礎(chǔ)，對(duì)A型拉絲硬質(zhì)合金模的導(dǎo)入、導(dǎo)出錐度以及模腔定徑帶的尺寸進(jìn)行了改進(jìn)，模具的導(dǎo)入角P和a角根據(jù)坯料原始狀況分級(jí)的5個(gè)檔類(lèi)，依次增大，即坯料的強(qiáng)度硬度越高，導(dǎo)入角13和a越大。|3和a角的計(jì)算的公式為表1所示。表1材料狀態(tài)導(dǎo)入錐p導(dǎo)入錐預(yù)變形角aHB15(M70I檔國(guó)標(biāo)值+0.35X10。國(guó)標(biāo)值+0.75X10。朋170~200II檔國(guó)標(biāo)值+0.50X10。國(guó)標(biāo)值+1.00X10°朋200~230ni檔國(guó)標(biāo)值+0.75X10。國(guó)標(biāo)值+1.50X10°HB230~250IV檔國(guó)標(biāo)值+1.00X10。國(guó)標(biāo)值+2.00乂10°HB250以上v檔國(guó)標(biāo)值+1.25X10°國(guó)標(biāo)值+2.50X10。模腔的定徑帶L。長(zhǎng)度增長(zhǎng)計(jì)算公式為h=國(guó)標(biāo)值+0.113Xa增大值。其中a的單位為度，L。增加值為mm。模腔的導(dǎo)出角Y在GB6883基礎(chǔ)上增大7。。C型拉拔硬質(zhì)合金模由模套3和硬質(zhì)合金模芯4組成，硬質(zhì)合金模芯4鑲嵌在模套3上，在硬質(zhì)合金模芯4的模腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)入錐Ll、導(dǎo)出錐L2和定徑帶LO，導(dǎo)入錐Ll的導(dǎo)入角為a，導(dǎo)出錐L2的導(dǎo)出角為Y，定徑帶LO的長(zhǎng)度為h。在本實(shí)施例中，以GB6883標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的模具為基礎(chǔ)，對(duì)C型拉拔硬質(zhì)合金模的導(dǎo)入、導(dǎo)出錐度以及模腔定徑帶的尺寸進(jìn)行了改進(jìn)，模具的導(dǎo)入角a根據(jù)坯料原始狀況分級(jí)的5個(gè)檔類(lèi)，依次增大，即坯料的強(qiáng)度硬度越高，導(dǎo)入角a越大。a角的計(jì)算的公式為表2所示。表27材料狀態(tài)導(dǎo)入錐預(yù)變形角a冊(cè)150~170I檔國(guó)標(biāo)值+0.75X10。HB170~200II檔國(guó)標(biāo)值+1.00X10°HB200~230m檔國(guó)標(biāo)值+1.50X10。HB23O~250IV檔國(guó)標(biāo)值+2.00X10。HB250以上V檔國(guó)標(biāo)值+2.50X10。模腔的定徑帶L。長(zhǎng)度增長(zhǎng)計(jì)算公式為h=國(guó)標(biāo)值+0.113Xa增大值。其中a的單位為度，L。增加值為mm。模腔的導(dǎo)出角Y在GB6883基礎(chǔ)上增大7。。權(quán)利要求一種采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的方法，其特征是A、坯料的檢測(cè)分類(lèi)定檔將坯料按硬度進(jìn)行分類(lèi)，分為5個(gè)區(qū)間類(lèi)別，即HB≤170、HB170～200、HB200～230、HB230～250、HB250以上；B、拉拔前的預(yù)處理，拉拔前的預(yù)處理包括一、酸洗處理將坯料用10～15％硫酸浸泡，浸泡溫度70～80℃，浸泡時(shí)間25～30分鐘；二、中和處理將酸洗處理后的坯料浸泡在5％NaOH水溶液中，浸泡溫度40℃，浸泡時(shí)間10分鐘，然后清水沖洗干凈；三、磷化處理將中和處理后的坯料浸泡在磷化液中，浸泡溫度70～80℃，浸泡時(shí)間10～15分鐘；所述的磷化液由下述組份的原料組成，其份數(shù)為重量份，其中氧化鋅0.015、硝酸0.018、磷酸0.008、水1。四、二硫化鉬皂化處理將磷化處理后的坯料浸泡在皂化液中，浸泡溫度40～50℃，浸泡時(shí)間5～10分鐘；C、拉拔處理將坯料軋尖——→拉拔——→校直——→檢測(cè)包裝入庫(kù)，拉拔時(shí)，按坯料的檢測(cè)分類(lèi)定檔，對(duì)不同硬度的坯料采用不同模具進(jìn)行配合拉拔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的方法，其特征是所述的皂化液由下述組份的原料組成，其份數(shù)為重量份，其中二硫化鉬0.010.03、肥皂0.030.06、石灰0.030.06、水1。3.—種采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的拉絲硬質(zhì)合金模，由模套l和硬質(zhì)合金模芯2組成，硬質(zhì)合金模芯2鑲嵌在模套1上，在硬質(zhì)合金模芯2的模腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)入錐L1、L3、導(dǎo)出錐L2和定徑帶L0，導(dǎo)入錐L1的導(dǎo)入角為a，導(dǎo)入錐L3的導(dǎo)入角為|3，導(dǎo)出錐L2的導(dǎo)出角為Y，定徑帶L0的長(zhǎng)度為h，其特征是以GB6883標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的模具為基礎(chǔ)，模具的導(dǎo)入角P和a角根據(jù)坯料原始狀況分級(jí)的5個(gè)檔類(lèi)，依次增大，即坯料的強(qiáng)度硬度越高，導(dǎo)入角13和a越大，P和a角的計(jì)算的公式為表l所示<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>模腔的定徑帶L。長(zhǎng)度增長(zhǎng)計(jì)算公式為1!=國(guó)標(biāo)值+0.113Xa增大值。其中a的單位為度，L。增加值為mm;模腔的導(dǎo)出角Y在GB6883基礎(chǔ)上增大5。7°。4.一種采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的拉拔硬質(zhì)合金模，由模套3和硬質(zhì)合金模芯4組成，硬質(zhì)合金模芯4鑲嵌在模套3上，在硬質(zhì)合金模芯4的模腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)入錐Ll、導(dǎo)出錐L2和定徑帶L0，導(dǎo)入錐L1的導(dǎo)入角為a，導(dǎo)出錐L2的導(dǎo)出角為Y，定徑帶L0的長(zhǎng)度為h，其特征是以GB6883標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的模具為基礎(chǔ)，模具的導(dǎo)入角a根據(jù)坯料原始狀況分級(jí)的5個(gè)檔類(lèi)，依次增大，即坯料的強(qiáng)度硬度越高，導(dǎo)入角a越大，a角的計(jì)算的公式為表2所示，表2<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>模腔的定徑帶L。長(zhǎng)度增長(zhǎng)計(jì)算公式為1!=國(guó)標(biāo)值+0.113Xa增大值。其中a的單位為度，L。增加值為mm;模腔的導(dǎo)出角Y在GB6883基礎(chǔ)上增大5。7°。全文摘要一種采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的方法，它包括A、坯料的檢測(cè)分類(lèi)定檔，將坯料按硬度進(jìn)行分類(lèi)，分為5個(gè)區(qū)間類(lèi)別，即HB≤170、HB170～200、HB200～230、HB230～250、HB250以上；B、拉拔前的預(yù)處理，預(yù)處理包括酸洗處理、中和處理、磷化處理和二硫化鉬皂化處理；C、拉拔處理將坯料軋尖、拉拔、校直、檢測(cè)包裝入庫(kù)。本發(fā)明還提供了一種采用冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的模具，它包括A型拉絲硬質(zhì)合金模和C型拉拔硬質(zhì)合金模，本發(fā)明對(duì)模具的導(dǎo)入、導(dǎo)出錐度以及模腔定徑帶的尺寸進(jìn)行了改進(jìn)，將模具的導(dǎo)入錐加大，定徑帶增長(zhǎng)，從而減小導(dǎo)入時(shí)坯料與模具接觸面積，增加了拉拔時(shí)坯料在模腔中的穩(wěn)定。文檔編號(hào)B21C1/00GK101693259SQ200910044578公開(kāi)日2010年4月14日申請(qǐng)日期2009年10月21日優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日發(fā)明者劉洪偉,尹旭日申請(qǐng)人:衡陽(yáng)康屹金屬制品有限公司;