防止制动蹄滚轮轴轴肩偏移的冷挤压加工工艺的制作方法

本发明涉及制动器零件加工技术领域，特别是涉及一种防止制动蹄滚轮轴轴肩偏移的冷挤压加工工艺。

背景技术：

车辆制动器是车辆的重要部件，是保证行车安全的关键。目前常用的车辆制动器包括鼓式制动器和盘式制动器。当前国内挂车、半挂车、货车广泛使用的鼓式制动器是由制动底板、制动蹄、摩擦衬片、制动蹄支承销、凸轮轴、回位弹簧、调整臂、拉簧、滚轮轴、滚轮等零部件组成。其中滚轮轴也称为制动蹄滚轮销，和滚轮一起使用，滚轮套接在滚轮轴上，当踩动刹车时，凸轮轴的凸轮曲面推动滚轮将制动蹄张开，制动蹄上的摩擦衬片与转动着的制动鼓内圆柱面接触，产生摩擦阻力距，实施制动，因此，对滚轮轴的机械性能要求很高，如果滚轮轴发生故障将直接导致制动失效。

在现有技术中，滚轮轴的结构如图1所示，一般使用45#圆钢经热锻造、机加工而成，锻造工艺复杂、生产效率较低，尤其是锻造后需要对零件的各个面进行加工，加工量大，导致该产品的生产成本很高。部分厂家试验采用挤压工艺进行加工，但是因工艺设计不合理、变形量过大等因素，产品表面有大量裂纹，无法得到合格产品。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种防止制动蹄滚轮轴轴肩偏移的冷挤压加工工艺，将产品直接通过模具冷挤压成形，轴身光洁度好，加工精度得到保障。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种防止制动蹄滚轮轴轴肩偏移的冷挤压加工工艺，将45#圆钢按长度下料，先退火、喷丸去氧化皮，再将圆钢放入90℃～110℃的石墨乳溶液中浸泡后取出，再放入冷挤压模具挤压，冷挤压模具的模腔包括轴肩模腔、轴身模腔，圆钢的下部在轴身模腔中向外膨胀形成表面光洁的轴身，圆钢的上部在轴肩模腔中被压扁向外流动形成带凹槽的腰圆形凸台，凸台的凹槽部分为轴肩，轴肩外部为环形的毛边，工件去除毛边后经轴身末端倒角、加工卡槽和退刀槽三个工序得到成品，其中，轴身模腔的深度等于成品轴身的长度，凸模下行至最低点时，凸模下端与轴身模腔底部之间的距离等于成品的总长。

优选的，毛边后厚度为1.5mm～2mm。

优选的，石墨乳溶液为石墨乳加水稀释1倍后的溶液。

优选的，轴身模腔的直径比圆钢的直径大0.8mm～1mm。

优选的，退火的具体过程为：缓慢加热到720℃，保温2小时，随炉冷到500℃出炉，自然冷却至常温。

优选的，圆钢在石墨乳溶液中浸泡50秒～60秒。

优选的，冷挤压时，凸模下行速度为20～30mm/s。

本发明的有益效果是：一种防止制动蹄滚轮轴轴肩偏移的冷挤压加工工艺，将45#圆钢按长度下料，先退火、喷丸去氧化皮，再将圆钢放入90℃～110℃的石墨乳溶液中浸泡后取出，再放入冷挤压模具挤压，冷挤压模具的模腔包括轴肩模腔、轴身模腔，圆钢的下部在轴身模腔中向外膨胀形成表面光洁的轴身，圆钢的上部在轴肩模腔中被压扁向外流动形成带凹槽的腰圆形凸台，凸台的凹槽部分为轴肩，轴肩外部为环形的毛边，工件去除毛边后经轴身末端倒角、加工卡槽和退刀槽三个工序得到成品，其中，轴身模腔的深度等于成品轴身的长度，凸模下行至最低点时，凸模下端与轴身模腔底部之间的距离等于成品的总长，通过本工艺，产品的轴身表面挤压后直接成形，保证了轴身的长度尺寸、轴肩的厚度尺寸，即使圆钢放入轴身模腔中有所偏移，轴身模腔限制了轴身的中心，凸模限制了轴肩的中心，使得轴肩相对轴身不会发生偏移。

附图说明

图1是本发明加工的制动蹄滚轮轴的结构示意图。

图2 是冷挤压后的制动蹄滚轮轴坯料的结构示意图。

附图标记说明：

1——轴身

2——轴肩

3——毛边。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

如图1、图2所示，本实施例的防止制动蹄滚轮轴轴肩偏移的冷挤压加工工艺，先将45#圆钢按长度下料，该长度根据加工后毛边3的高度反推计算，应保证毛边3的高度在6mm与15mm之间，既保证金属完全充满型腔，也控制了废料的比例，从而提高材料利用率，本发明的材料利用率可以达到96%以上。

将圆钢进行退火、喷丸，退火的具体过程为：缓慢加热到720℃，保温2小时，随炉冷到500℃出炉，自然冷却至常温，从而降低硬度，细化晶粒，利于冷锻时材料流动。

接下来将圆钢放入90℃～110℃的石墨乳溶液中浸泡后取出，使得石墨乳溶液附在圆钢的表面，90℃～110℃的温度使得石墨乳溶液成膜均匀。在现有技术中，一般是使用石墨乳溶液喷涂在模具的型腔表面，从而便于脱模和保护模具，而本方案将浓度较高的石墨乳成膜与工件表面，从而使得工件变形后的轴身1表面光洁度非常高，不需要再次加工。将工件放入冷挤压模具挤压，冷挤压模具的模腔包括轴肩模腔、轴身模腔，圆钢的下部在轴身模腔中向外膨胀形成表面光洁的轴身1，圆钢的上部在轴肩模腔中被压扁向外流动形成带凹槽的腰圆形凸台，凸台的凹槽部分为轴肩2，轴肩2外部为环形的毛边3，工件去除毛边3后经轴身1末端倒角、加工卡槽和退刀槽三个工序得到成品，其中，轴身模腔的深度等于成品轴身1的长度，凸模下行至最低点时，凸模下端与轴身模腔底部之间的距离等于成品的总长。通过本技术方案，工件经过冷挤压后需要的加工步骤很少，产品的轴身1表面挤压后直接成形，保证了轴身1的长度尺寸、轴肩2的厚度尺寸，即使圆钢放入轴身模腔中有所偏移，轴身模腔限制了轴身1的中心，凸模限制了轴肩2的中心，使得轴肩2相对轴身1不会发生偏移，降低了加工成本，提高了生产效率。

进一步的，石墨乳溶液为石墨乳加水稀释1倍后的溶液，使用的石墨乳为锻造石墨乳。

进一步的，轴身模腔的直径比圆钢的直径大0.8mm～1mm，该数值不宜过大或过小，过大时轴身1表面的光洁度较差，轴身1容易产生裂纹，而较小时挤压阻力较大导致模具容易损坏，圆钢挤压变形后表面发生冷作硬化，表面硬度增加，具有良好的机械性能。

进一步的，圆钢在石墨乳溶液中浸泡1分钟。

冷挤压时，凸模下行速度为20～30mm/s，工件变形均匀，该凸模下行速度也是为了使表面发生冷作硬化。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。