专利名称：花键轴冷镦制造方法
技术领域：
本发明涉及花键轴生产工艺，尤其涉及一种花键轴冷镦制造方法。
背景技术：
轿车车门系统用限位器总成，一般包括开放式和密封式两种类型，开放式限位器
总成结构简单，成本低，但在使用过程中易混入异物，从而导致在开关门时不灵活和/或产
生异响，甚至无法对门进行开启或关闭，而密封式限位器可避免上述问题的产生。 在密封式限位器总成中，限位销为其核心部件。而受限位器总成结构和功能的限
制，密封式限位器需采用花键轴作为其限位销。花键轴结构特殊，精度要求较高，现行花键
轴的制造工艺均为机械加工中心生产，其现有工艺流程为将切好棒材送至加工中心进行
车削、铣削以及滚花，然后热处理和表面处理(涂油)，最后进行产品包装。然而，机械加工
中心设备价格昂贵(约RMB100万)，且加工效率低下(每8小时加工数量约为100件)，同
时因采用切削加工，会产生较多废料，其金属流线也因此被破坏，产品疲劳强度低。 综上可知，现有花键轴生产工艺在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要
加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种花键轴冷镦制造方法，其加工效率 较高，更加节省材料，且产品制造成本低。 为了实现上述目的，本发明提供一种花键轴冷镦制造方法，该花键轴具有通过冷 镦一体成型的杆部和头部，该方法包括以下步骤 A、正挤压切成预定长度的柱形工件，以形成所述杆部和头部； B、反挤压所述头部，以在所述头部上远离杆部的一端形成第一导向圆柱； C、正挤压所述杆部，以在所述杆部形成第一环形斜面、以及形成靠近所述头部的
较大直径部分琳远离所述头部的较小直径部分； D、进一步正挤压所述杆部，以在所述较小直径部分形成第二环形斜面和第二导向 圆柱，同时反挤压所述头部，以在所述头部靠近第一导向圆柱的位置形成第一花键；
E、反挤压所述杆部，以在所述杆部上与头部相邻的位置形成第二花键，同时对所 述工件进行镦粗，以在所述头部形成环状凸缘部。 根据本发明的花键轴冷镦制造方法，所述步骤E之后还包括 F、对所述工件头部第一导向圆柱外圆进行车削加工以达到最终产品要求； G、对所述工件进行搓齿加工，以在所述第一环形斜面和所述第二环形斜面之间形
成多个轴向设置的直齿； H、对所述工件进行热处理达到其机械性能要求。 根据本发明的花键轴冷镦制造方法，所述步骤H之后还包括对所述工件进行表面 处理的步骤。
根据本发明的花键轴冷镦制造方法，所述步骤A中形成的所述杆部的直径小于所述头部的直径。 根据本发明的花键轴冷镦制造方法，所述步骤D以及所述步骤E中形成的所述第
一花键以及第二花键包括多个均匀分布且轴向设置于所述工件上的花键齿。 根据本发明的花键轴冷镦制造方法，所述步骤E中形成的所述环状凸缘部位于所
述第一花键与第二花键之间并靠近所述第一花键。 根据本发明的花键轴冷镦制造方法，所述步骤E中形成的所述凸缘部具有向内弯曲的弧度。 根据本发明的花键轴冷镦制造方法，所述花键轴采用多工位冷镦设备连续进行加工，多个工位同时加工多个花键轴(每分钟加工效率> 70件)。 根据本发明花键轴冷镦制造方法，所述花键轴为车门系统用限位器总成中的限位销使用。 本发明采用冷镦工艺生产花键轴，包括步骤有正挤压切成预定长度的柱形工件，以形成杆部和头部；反挤压所述头部，以在头部上远离所述杆部的一端形成第一导向圆柱；正挤压所述杆部，以在所述杆部形成环形斜面、以及形成较大直径部分和较小直径部分；进一步正挤压所述杆部，以在所述较小直径部分形成第二环形斜面以及第二导向圆柱，同时反挤压所述头部，以在所述头部靠近第一导向圆柱的位置形成第一花键；反挤压所述杆部，以在所述杆部上与头部相邻的位置形成第二花键，同时对所述工件进行镦粗，在所述头部形成环状凸缘部。在整个冷镦生产过程中，无切削产生，避免了传统工艺采用车削产生的而造成的材料损耗，因此本发明更加节省材料，产品制造成本低；同时，采用连续多工位冷镦设备进行加工，每一个工位完成其中一个步骤，多个工位同时加工多个花键轴，加工效率较高(每分钟加工数量大于70件)。借此，本发明加工效率较高，更加节省材料，产品制造成本低。
图1是本发明花键轴冷镦制造方法的流程图； 图2是本发明的工件经过步骤S101之后的立体结构图； 图3是本发明的工件经过步骤S102之后的立体结构图； 图4是本发明的工件经过步骤S103之后的立体结构图； 图5是本发明的工件经过步骤S104之后的立体结构图； 图6是本发明的工件经过步骤S105之后的侧视图； 图7是本发明花键轴冷镦制造方法的后续流程图；以及 图8是本发明的花键轴最终结构的侧视图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 如图1所示，本发明一种花键轴冷镦制造方法，该花键轴为车门系统用限位器总成中的限位销，具有通过冷镦成型的杆部10和头部20，该方法包括步骤有
步骤SlOl，正挤压切成预定长度的柱形工件100，以形成杆部10和头部20。优选 的，工件100为圆柱体，长度预设为76. 5mm。图2示出了工件100经过步骤SlOl之后的具 体结构，从图2中可以看出，杆部10的直径小于头部20的直径。在正挤压过程中，材料流 动方向与模具移动方向一致。本步骤在第一工位中完成，第一工位包括模具有阳模垫块、 冲杆、冲杆套、封闭縮杆模、锁紧式阴模套、锁紧螺帽、阴模顶杆以及阴模顶杆座。在本步骤 之前还包括将原材料从圆盘料剪断为冷镦加工所需要的棒材，即形成长度为76. 5cm的柱 形工件100。 步骤S102，反挤压工件100的头部20，以在头部20上远离杆部10的一端形成第 一导向圆柱21。图3示出了工件100经过步骤S102之后的具体结构，从图3中可以看出， 该导向圆柱21的直径小于头部20的直径。在反挤压过程中，材料流动方向与模具移动方 向相反。本步骤在第二工位中完成，第二工位包括模具有阳模垫块、初冲顶杆、成型初冲、 直通模、顶杆套、弹簧、加长阴模套、阴模后垫、阴模顶杆以及阴模顶杆座。
步骤S103，正挤压工件100的杆部10，以在杆部10形成第一环形斜面11、以及形 成靠近头部20的较大直径部分12和远离头部20的较小直径部分13。图4示出了工件100 经过步骤S103之后的具体结构，本步骤在第三工位中完成，第三工位包括模具有阳模垫 块、初冲顶杆、N0. 3冲头、縮杆縮角模、锁紧式阴模套、锁紧螺帽、阴模顶杆以及阴模顶杆座。
步骤S104，进一步正挤压杆部10，以在杆部10的较小直径部分13形成第二环形 斜面14以及第二导向圆柱15，同时反挤压头部20，以在头部20靠近第一导向圆柱21的位 置形成第一花键22。图5示出了工件100经过步骤S104之后的具体结构，可以看出，第一 花键22包括多个轴向设置于工件100上的花键齿，所述花键齿均匀分布。本步骤在第四工 位中完成，第四工位包括模具有阳模垫块、初冲顶杆、六花縮径阳模、縮杆縮角模、阴模顶 杆、阴模顶杆座、锁紧式阴模套以及锁紧螺帽。 步骤S105，反挤压杆部10，以在杆部10上与头部20相邻的位置形成第二花键16， 同时对工件100进行镦粗，以在头部20形成向外延伸的环状凸缘部23。图6示出了工件 100经过步骤S105之后的具体结构，可以看出，第二花键16包括多个轴向设置于工件100 上的花键齿，且所述花键齿均匀分布；凸缘部23位于第一花键22与第二花键16之间，并靠 近第一花键22，且凸缘部23具有向内弯曲的弧度。本步骤在第五工位中完成，第五工位包 括模具有阳模垫块、初冲顶杆、六花縮径阳模、六花縮径角模、锁紧式阴套模、锁紧螺帽、阴 模顶杆以及阴模顶杆座。 优选的，在本发明的实施过程中，所述花键轴采用多工位冷镦设备连续进行加工， 多个工位同时加工多个花键轴。通过每一工位完成一个步骤对工件ioo进行连续加工，且 多个工位可同时加工多个花键轴，借此提高加工效率，每分钟加工数量大于70件。
本发明采用冷镦工艺生产花键轴，包括步骤有正挤压切成预定长度的柱形工件 100，以形成杆部10和头部20 ;反挤压头部20，以在头部20上远离杆部10的一端形成第一 导向圆柱21 ;正挤压杆部10，以在杆部10形成第一环形斜面11、以及较大直径部分12和 较小直径部分13 ;进一步正挤压杆部10，以在较小直径部分13形成第二环形斜面14以及 第二导向圆柱15，同时反挤压头部20，以在头部20靠近第一导向圆柱21的位置形成第一 花键22 ;反挤压杆部10，以在杆部10上与头部20相邻的位置形成第二花键16，同时对工件100进行镦粗，以在头部20形成环状凸缘部23。在整个冷镦生产过程中，无切削产生，避免了传统工艺采用车削产生的而造成的材料损耗，因此本发明更加节省材料，产品制造成本低；同时，采用连续多工位进行加工，每一个工位完成其中一个步骤，多个工位同时加工多个花键轴，加工效率较高。借此，本发明加工效率较高，更加节省材料，产品制造成本低。
如图7所示，在本发明的一个具体实施例中，花键轴冷镦制造方法还包括其他后续流程，既步骤S105之后还包括如下流程 步骤S601，对工件100进行车削加工，本步骤主要对第一导向圆柱21进行车削，以达到最终产品要求。本步骤车削加工所产生的切削极少，不会造成材料浪费以及成本的提高。 步骤S602，对工件IOO进行搓齿加工，在第一环形斜面ll和第二环形斜面14之间形成多个轴向设置的直齿，如图8所示。 步骤S603，对工件100进行热处理，本步骤用于提高花键轴的机械性能，主要提高其硬度值。 所述步骤S603之后还包括对工件100进行表面处理，镀六价铬彩锌12um以上，中性盐雾试验48h不生锈，本步骤主要对花键轴进行去毛屑和防锈处理。
花键轴的最终结构如图8所示，生产完成后，还包括厂外运输、成品检验、外观分选、包装以及发货等过程。本发明花键轴冷镦制造方法，能够解决现有机械加工中心加工花键轴时需要昂贵的加工费、以及疲劳强度低等问题。本发明具有加工效率高(每分钟大于70件)，产品制造成本低；无切削产生，材料无损耗；锻造模具磨损缓慢，产品尺寸精度易于保证；产品金属流线连续，疲劳强度高等特点。 综上所述，本发明采用冷镦工艺生产花键轴，包括步骤有正挤压切成预定长度的柱形工件，以形成杆部和头部；反挤压所述头部，以在头部上远离所述杆部的一端形成第一导向圆柱；正挤压所述杆部，以在所述杆部形成环形斜面、以及较大直径部分和较小直径部分；进一步正挤压所述杆部，以在所述较小直径部分形成第二环形斜面以及第二导向圆柱，同时反挤压所述头部，以在所述头部靠近第一导向圆柱的位置形成第一花键；反挤压所述杆部，以在所述杆部上与头部相邻的位置形成第二花键，同时对所述工件进行镦粗，在所述头部形成环状凸缘部。在整个冷镦生产过程中，无切削产生，避免了传统工艺采用车削产生的而造成的材料损耗，因此本发明更加节省材料，产品制造成本低；同时，采用连续多工位进行加工，每一个工位完成其中一个步骤，多个工位同时加工多个花键轴，加工效率较高。借此，本发明加工效率较高，更加节省材料，产品制造成本低。 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
一种花键轴冷镦制造方法，其特征在于，该花键轴具有通过冷镦一体成型的杆部和头部，该方法包括以下步骤A、正挤压切成预定长度的柱形工件，以形成所述杆部和头部；B、反挤压所述头部，以在所述头部上远离杆部的一端形成第一导向圆柱；C、正挤压所述杆部，以在所述杆部形成第一环形斜面、以及形成靠近所述头部的较大直径部分和远离所述头部的较小直径部分；D、进一步正挤压所述杆部，以在所述较小直径部分形成第二环形斜面和第二导向圆柱，同时反挤压所述头部，以在所述头部靠近第一导向圆柱的位置形成第一花键；E、反挤压所述杆部，以在所述杆部上与头部相邻的位置形成第二花键，同时对所述工件进行镦粗，以在所述头部形成环状凸缘部。
2. 根据权利要求1所述的花键轴冷镦制造方法，其特征在于，所述步骤E之后还包括F、 对所述工件进行车削加工；G、 对所述工件进行搓齿加工，以在所述第一环形斜面和所述第二环形斜面之间形成多 个轴向设置的直齿；H、 对所述工件进行热处理。
3. 根据权利要求1所述的花键轴冷镦制造方法，其特征在于，所述步骤H之后还包括对 所述工件进行表面处理的步骤。
4. 根据权利要求1所述的花键轴冷镦制造方法，其特征在于，所述步骤A中形成的所述 杆部的直径小于所述头部的直径。
5. 根据权利要求1所述的花键轴冷镦制造方法，其特征在于，所述步骤D以及所述步骤 E中形成的所述第一花键以及第二花键包括多个均匀分布且轴向设置于所述工件上的花键 齿。
6. 根据权利要求1所述的花键轴冷镦制造方法，其特征在于，所述步骤E中形成的所述 环状凸缘部位于所述第一花键与第二花键之间并靠近所述第一花键。
7. 根据权利要求6所述的花键轴冷镦制造方法，其特征在于，所述步骤E中形成的所述 凸缘部具有向内弯曲的弧度。
8. 根据权利要求1所述的花键轴冷镦制造方法，其特征在于，所述花键轴采用多工位 冷镦设备连续进行加工，多个工位同时加工多个花键轴。
9. 根据权利要求1所述的花键轴冷镦制造方法，其特征在于，所述花键轴为车门系统 用限位器总成中的限位销。
全文摘要
本发明公开了一种花键轴冷镦制造方法，该花键轴具有通过冷镦一体成型的杆部和头部，该方法包括通过剪切将原材料切成预定长度工件，正挤压切成预定长度的柱形工件，以形成杆部和头部；反挤压头部，以在头部上远离杆部的一端形成第一导向圆柱；正挤压杆部，以在杆部形成环形斜面、以及形成较大直径部分和较小直径部分；进一步正挤压杆部，以在较小直径部分形成第二环形斜面以及第二导向圆柱，同时反挤压头部，以在头部靠近第一导向圆柱的位置形成第一花键；反挤压杆部，以在杆部上与头部相邻的位置形成第二花键，同时对工件进行镦粗，以在头部形成环状凸缘部。借此，本发明加工效率高，更加节省材料，产品制造成本低。
文档编号B21K1/12GK101767178SQ200910238899
公开日2010年7月7日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者陈兴万 申请人:深圳航空标准件有限公司