一种超长不贯通异形轴的加工成型工艺的制作方法

本发明涉及不贯通轴加工技术领域，更具体地说，涉及一种超长不贯通异形轴的加工成型工艺。

背景技术：

冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中，在室温下，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。我国已能对铅、锡，铝、铜、锌及其合金、低碳钢、中碳钢、工具钢、低合金钢与不锈钢等金属进行冷挤压，甚至对轴承钢、高碳高铝合金工具钢、高速钢等也可以进行一定变形量的冷挤压。在挤压设备方面，我国已具备设计和制造各级吨位挤压压力机的能力。除采用通用机械压力机、液压机、冷挤压力机外，还成功地采用摩擦压力机与高速高能设备进行冷挤压生产。

在加工异形不贯通轴时一般采用冷挤压成型的方式，一般工艺包括下料、退火、车加工制坯、抛丸磷皂化、冷挤压成型的等，但是在这过程中，锻件在被挤压过程中，受到挤压的内壁在大的冲击力下发生形变时，受力形变面极易产生微裂纹，微裂纹的存在会影响成型的异形不贯通轴整体强度和质量下降，使其实际的使用寿命缩短。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种超长不贯通异形轴的加工成型工艺，它首先通过增大圆弧倒角的半径以及入模角，从而从而有效降低在冷挤压成型过程中微裂纹的产生，有效提高不贯通异形轴的质量和强度，并且通过同步去纹冲头的使用，在进行冷挤压过程中，通过向同步去纹冲头内充入惰性气体，能够在冷挤压的同时，惰性气体会挤压瞬时修补液，使得动态修复层形变与不贯通异形轴的接触，从而将瞬时修补液均匀涂覆在轴内壁，对挤压的不贯通异形轴的内壁进行微裂纹修复，并且在修复后的同时，可以及时对涂覆在不贯通异形轴内壁的瞬时修补液高温快速定型，使得瞬时修补液对于微裂纹的修补质量更好，从而有效提高不贯通异形轴内壁的光滑性，降低因瞬时修补液的存在影响内壁光滑性。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种超长不贯通异形轴的加工成型工艺，包括以下步骤：

s1、根据所需要的不贯通异形轴尺寸进行下料，得到锻件粗料；

s2、将锻件粗料进行退火处理；

s3、将退火处理后的锻件粗料经过车加工进行制坯，制坯后进行抛丸磷皂化处理，得到轴胚；

s4、控制同步去纹冲头温度为40-50℃，同时在挤压成型的同时向同步去纹冲头内部充入惰性气体；

s5、冷挤压成型处理，通过高温且充入有惰性气体的同步去纹冲头对轴胚进行多次挤压直至成型，得到不贯通异形轴。

进一步的，所述退火处理后的锻件硬度为hb180-260，晶粒度为5-8级。

进一步的，所述同步去纹冲头底面呈向下突出的设计，且截面的向下的突出角度为3-7°，实际生产时，可以为5°，使得在进行冷挤压成型时的入模角相较于平直的设计，会相应增大，进而有效降低冷挤压时微裂纹的产生。

进一步的，所述不贯通异形轴外端连接处的弧形衔接处为弧形连接，且弧形的倾斜角度为10-20°，实际生产时可以为15°，使得弧形衔接处的圆角半径增大，从而降低在冷挤压成型过程中微裂纹的产生，有效提高不贯通异形轴的质量和强度。

进一步的，所述同步去纹冲头包括挤压端头、修补端和定型端，所述挤压端头、修补端和定型端从下到上依次固定连接，挤压端头主要用于冲压塑形，使得不贯通轴的内壁垂直向下，修补端用于在冲压后，立即向不贯通异形轴内壁涂抹瞬时修补液，从而使得瞬时修补液进入冲压时产生的裂缝内，从而有效降低不贯通异形轴上微裂纹的数量，进而有效提高不贯通异形轴的质量，延长使用寿命，定型端用于对瞬时修补液进行快速的抹平以及使其快速凝结固形，进而有效保证不贯通异形轴内壁的光滑度，同时避免瞬时修补液未及时变干，导致其向下滑落，影响不贯通异形轴整体的光滑度的情况，从而减少后期对内壁进行打磨的工序。

进一步的，所述定型端包括内冲压承载端和外高温塑形层，所述外高温塑形层包裹在内冲压承载端内，且外高温塑形层内部镶嵌有电热丝，所述外高温塑形层外表面涂设有纳米自洁涂层，可以通过电热丝控制同步去纹冲头温度较高，从而有效保证修补端处流出的瞬时修补液在高温下快速定型，从而有效提高不贯通异形轴内壁的光滑性。

进一步的，所述修补端内部开凿有修复空腔，所述修复空腔内填充有瞬时修补液，所述内冲压承载端内部开凿有通气孔，所述修复空腔和通气孔相通，所述内冲压承载端上端固定连接有与通气孔相通的通气管，所述修复空腔左右两端均设有动态修复层，所述修补端外端开凿有多个均匀分布的修复口，所述动态修复层与修复口相匹配，在冷挤压塑形时，可以通过通气管向通气孔内充入惰性气体，惰性气体会向外推动瞬时修补液使其动态修复层处动，并推动动态修复层与不贯通异形轴内壁接触，进而使得瞬时修补液均匀涂覆在不贯通异形轴内壁上，有效保证在对不贯通异形轴修补后其内壁的光滑度。

进一步的，所述动态修复层包括固定连接在修复空腔靠近修复口内壁的限位网环以及动态网板，所述限位网环和动态网板相互靠近的一端均固定连接有多个均匀分布的限速绒毛，限速绒毛用于保护瞬时修补液，使其在受到惰性气体的挤压时，不会一次喷出过多，有效避免其直接喷射在不贯通异形轴内壁，使得瞬时修补液在不贯通异形轴内壁上的均匀性，有效提高修补效果，同时动态修复层受到挤压时，限速绒毛内吸收的瞬时修补液能够快速从内部被挤出，从而加快其涂抹在不贯通异形轴上的速度，使得限速绒毛可以有效控制瞬时修补液的挤出速率，保证修补效果，其内部吸附的，限位网环用于对动态修复层进行限位固定，使其在受到不贯通异形轴内壁挤压时不易退到修复空腔内，从而有效保证不贯通异形轴内壁与动态修复层之间的紧密接触。

进一步的，所述动态网板远离限速绒毛的一侧固定连接有匀化纤维毛刷，所述匀化纤维毛刷与修复口相匹配，且匀化纤维毛刷延伸至修补端外侧，保证匀化纤维毛刷能够接触到不贯通异形轴内壁，从而有效保证对其内壁微裂纹的修补，从而有效提高不贯通异形轴的质量，延长使用寿命。

进一步的，所述动态网板包括与修复空腔内壁固定连接的静态定位环以及连接在静态定位环内端的动态不定型网，所述动态不定型网为弹性材质，使得在不贯通异形轴和空气的对向挤压下能够发生一定的形变，加速瞬时修补液的流出，提高对微裂纹的修补成功率。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案首先通过增大圆弧倒角的半径以及入模角，从而从而有效降低在冷挤压成型过程中微裂纹的产生，有效提高不贯通异形轴的质量和强度，并且通过向同步去纹冲头内充入惰性气体，在冷挤压的同时，惰性气体会挤压瞬时修补液，使得动态修复层形变与不贯通异形轴的接触，从而将瞬时修补液均匀涂覆在轴内壁，对挤压的不贯通异形轴的内壁进行微裂纹修复，并且在修复后，可以及时对涂覆在不贯通异形轴内壁的瞬时修补液快速定型，从而有效提高不贯通异形轴内壁的光滑性以及修补质量，从而减少后期对内壁进行打磨的工序，提高整体工作效率

(2)退火处理后的锻件硬度为hb180-260，晶粒度为5-8级。

(3)同步去纹冲头底面呈向下突出的设计，且截面的向下的突出角度为3-7°，实际生产时，可以为5°，使得在进行冷挤压成型时的入模角相较于平直的设计，会相应增大，进而有效降低冷挤压时微裂纹的产生。

(4)不贯通异形轴外端连接处的弧形衔接处为弧形连接，且弧形的倾斜角度为10-20°，实际生产时可以为15°，使得弧形衔接处的圆角半径增大，从而降低在冷挤压成型过程中微裂纹的产生，有效提高不贯通异形轴的质量和强度。

(5)同步去纹冲头包括挤压端头、修补端和定型端，挤压端头、修补端和定型端从下到上依次固定连接，挤压端头主要用于冲压塑形，使得不贯通轴的内壁垂直向下，修补端用于在冲压后，立即向不贯通异形轴内壁涂抹瞬时修补液，从而使得瞬时修补液进入冲压时产生的裂缝内，从而有效降低不贯通异形轴上微裂纹的数量，进而有效提高不贯通异形轴的质量，延长使用寿命，定型端用于对瞬时修补液进行快速的抹平以及使其快速凝结固形，进而有效保证不贯通异形轴内壁的光滑度，同时避免瞬时修补液未及时变干，导致其向下滑落，影响不贯通异形轴整体的光滑度的情况，从而减少后期对内壁进行打磨的工序。

(6)定型端包括内冲压承载端和外高温塑形层，外高温塑形层包裹在内冲压承载端内，且外高温塑形层内部镶嵌有电热丝，外高温塑形层外表面涂设有纳米自洁涂层，可以通过电热丝控制同步去纹冲头温度较高，从而有效保证修补端处流出的瞬时修补液在高温下快速定型，从而有效提高不贯通异形轴内壁的光滑性。

(7)修补端内部开凿有修复空腔，修复空腔内填充有瞬时修补液，内冲压承载端内部开凿有通气孔，修复空腔和通气孔相通，内冲压承载端上端固定连接有与通气孔相通的通气管，修复空腔左右两端均设有动态修复层，修补端外端开凿有多个均匀分布的修复口，动态修复层与修复口相匹配，在冷挤压塑形时，可以通过通气管向通气孔内充入惰性气体，惰性气体会向外推动瞬时修补液使其动态修复层处动，并推动动态修复层与不贯通异形轴内壁接触，进而使得瞬时修补液均匀涂覆在不贯通异形轴内壁上，有效保证在对不贯通异形轴修补后其内壁的光滑度。

(8)动态修复层包括固定连接在修复空腔靠近修复口内壁的限位网环以及动态网板，限位网环和动态网板相互靠近的一端均固定连接有多个均匀分布的限速绒毛，限速绒毛用于保护瞬时修补液，使其在受到惰性气体的挤压时，不会一次喷出过多，有效避免其直接喷射在不贯通异形轴内壁，使得瞬时修补液在不贯通异形轴内壁上的均匀性，有效提高修补效果，同时动态修复层受到挤压时，限速绒毛内吸收的瞬时修补液能够快速从内部被挤出，从而加快其涂抹在不贯通异形轴上的速度，使得限速绒毛可以有效控制瞬时修补液的挤出速率，保证修补效果，其内部吸附的，限位网环用于对动态修复层进行限位固定，使其在受到不贯通异形轴内壁挤压时不易退到修复空腔内，从而有效保证不贯通异形轴内壁与动态修复层之间的紧密接触。

(9)动态网板远离限速绒毛的一侧固定连接有匀化纤维毛刷，匀化纤维毛刷与修复口相匹配，且匀化纤维毛刷延伸至修补端外侧，保证匀化纤维毛刷能够接触到不贯通异形轴内壁，从而有效保证对其内壁微裂纹的修补，从而有效提高不贯通异形轴的质量，延长使用寿命。

(10)动态网板包括与修复空腔内壁固定连接的静态定位环以及连接在静态定位环内端的动态不定型网，动态不定型网为弹性材质，使得在不贯通异形轴和空气的对向挤压下能够发生一定的形变，加速瞬时修补液的流出，提高对微裂纹的修补成功率。

附图说明

图1为本发明的主要的流程结构示意图；

图2为本发明的不贯通异形轴立体的结构示意图；

图3为本发明的不贯通异形轴正面的结构示意图；

图4为本发明的同步去纹冲头正面的结构示意图；

图5为本发明的同步去纹冲头正式截面的结构示意图；

图6为图5中a处的结构示意图。

图中标号说明：

1挤压端头、2修补端、21修复空腔、3定型端、31内冲压承载端、32外高温塑形层、4通气孔、51静态定位环、52动态不定型网、6匀化纤维毛刷、7限位网环、8限速绒毛、9通气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种超长不贯通异形轴的加工成型工艺，包括以下步骤：

s1、根据所需要的不贯通异形轴尺寸进行下料，得到锻件粗料；

s2、将锻件粗料进行退火处理；

s3、将退火处理后的锻件粗料经过车加工进行制坯，制坯后进行抛丸磷皂化处理，得到轴胚；

s4、控制同步去纹冲头温度为40-50℃，同时在挤压成型的同时向同步去纹冲头内部充入惰性气体；

s5、冷挤压成型处理，通过高温且充入有惰性气体的同步去纹冲头对轴胚进行多次挤压直至成型，得到不贯通异形轴。

退火处理后的锻件硬度为hb180-260，晶粒度为5-8级，请参阅图3，同步去纹冲头底面呈向下突出的设计，且截面的向下的突出角度为3-7°，实际生产时，可以为5°，使得在进行冷挤压成型时的入模角相较于平直的设计，会相应增大，进而有效降低冷挤压时微裂纹的产生，不贯通异形轴外端连接处的弧形衔接处为弧形连接，且弧形的倾斜角度为10-20°，实际生产时可以为15°。

请参阅图4，同步去纹冲头包括挤压端头1、修补端2和定型端3，挤压端头1、修补端2和定型端3从下到上依次固定连接，挤压端头1主要用于冲压塑形，使得不贯通轴的内壁垂直向下，修补端2用于在冲压后，立即向不贯通异形轴内壁涂抹瞬时修补液，从而使得瞬时修补液进入冲压时产生的裂缝内，从而有效降低不贯通异形轴上微裂纹的数量，进而有效提高不贯通异形轴的质量，延长使用寿命，定型端3用于对瞬时修补液进行快速的抹平以及使其快速凝结固形，进而有效保证不贯通异形轴内壁的光滑度，同时避免瞬时修补液未及时变干，导致其向下滑落，影响不贯通异形轴整体的光滑度的情况，从而减少后期对内壁进行打磨的工序。

请参阅图5，定型端3包括内冲压承载端31和外高温塑形层32，外高温塑形层32包裹在内冲压承载端31内，且外高温塑形层32内部镶嵌有电热丝，外高温塑形层32外表面涂设有纳米自洁涂层，可以通过电热丝控制同步去纹冲头温度较高，从而有效保证修补端2处流出的瞬时修补液在高温下快速定型，从而有效提高不贯通异形轴内壁的光滑性，修补端2内部开凿有修复空腔21，修复空腔21内填充有瞬时修补液，瞬时修补液可以选用金属修补剂，内冲压承载端31内部开凿有通气孔4，修复空腔21和通气孔4相通，内冲压承载端31上端固定连接有与通气孔4相通的通气管9，修复空腔21左右两端均设有动态修复层，修补端2外端开凿有多个均匀分布的修复口，动态修复层与修复口相匹配，在冷挤压塑形时，可以通过通气管9向通气孔4内充入惰性气体，惰性气体会向外推动瞬时修补液使其动态修复层处动，并推动动态修复层与不贯通异形轴内壁接触，进而使得瞬时修补液均匀涂覆在不贯通异形轴内壁上，有效保证在对不贯通异形轴修补后其内壁的光滑度。

芹菜干越图6，动态修复层包括固定连接在修复空腔21靠近修复口内壁的限位网环7以及动态网板，限位网环7和动态网板相互靠近的一端均固定连接有多个均匀分布的限速绒毛8，限速绒毛8用于保护瞬时修补液，使其在受到惰性气体的挤压时，不会一次喷出过多，有效避免其直接喷射在不贯通异形轴内壁，使得瞬时修补液在不贯通异形轴内壁上的均匀性，有效提高修补效果，同时动态修复层受到挤压时，限速绒毛8内吸收的瞬时修补液能够快速从内部被挤出，从而加快其涂抹在不贯通异形轴上的速度，使得限速绒毛8可以有效控制瞬时修补液的挤出速率，保证修补效果，其内部吸附的，限位网环7用于对动态修复层进行限位固定，使其在受到不贯通异形轴内壁挤压时不易退到修复空腔21内，从而有效保证不贯通异形轴内壁与动态修复层之间的紧密接触；

动态网板远离限速绒毛8的一侧固定连接有匀化纤维毛刷6，匀化纤维毛刷6与修复口相匹配，且匀化纤维毛刷6延伸至修补端2外侧，保证匀化纤维毛刷6能够接触到不贯通异形轴内壁，从而有效保证对其内壁微裂纹的修补，从而有效提高不贯通异形轴的质量，延长使用寿命，动态网板包括与修复空腔21内壁固定连接的静态定位环51以及连接在静态定位环51内端的动态不定型网52，动态不定型网52为弹性材质，使得在不贯通异形轴和空气的对向挤压下能够发生一定的形变，加速瞬时修补液的流出，提高对微裂纹的修补成功率。

首先通过增大圆弧倒角的半径以及入模角，从而从而有效降低在冷挤压成型过程中微裂纹的产生，有效提高不贯通异形轴的质量和强度，并且通过同步去纹冲头的使用，在进行冷挤压过程中，通过向同步去纹冲头内充入惰性气体，能够在冷挤压的同时，惰性气体会挤压瞬时修补液，使得动态修复层形变与不贯通异形轴的接触，从而将瞬时修补液均匀涂覆在轴内壁，对挤压的不贯通异形轴的内壁进行微裂纹修复，并且在修复后的同时，可以及时对涂覆在不贯通异形轴内壁的瞬时修补液高温快速定型，使得瞬时修补液对于微裂纹的修补质量更好，从而有效提高不贯通异形轴内壁的光滑性，降低因瞬时修补液的存在影响内壁光滑性。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。