中空传动轴汽车零件的加工工艺分析

中空传动轴汽车零件的加工工艺分析

吴立国李倩吴亮李洪刚

（天津市职业技能公共实训中心,天津300350）

内容摘要：根据中空传动轴汽车零件毛坯的特点及加工要求，合理设计和制作了工装，满足了产品的加工精度和形状尺寸要求。

关键词：中空传动轴；汽车零件；制造工艺

AnalysisonProcessingTechnologyofAutomobilePartswithHollowDriveAxis

Liqian,Wuliang,LiHonggang,Wangjian

(China(Tianjin)PublicVocationalTrainingCenter,Tianjin,China)

Abstract:Accordingtothecharacteristicsandmachiningrequirementsofthehollowdriveshaftautomotiveparts,theworkpieceisdesignedandmadereasonably,whichsatisfiesthemachiningprecisionandshapesizerequirements.

Keyword：Hollowtransmissionshaft；Carparts；Manufacturingprocess

引言：依照中空传动轴汽车零件的特殊加工要求，常见轴类零件的装夹与工艺安排已无法满足要求，普通数控车床的功能也无法满足生产流水线的需要。根据零件毛坯的制造特点，设计合理工装与工艺，选择合适的机床达到生产线高效可控的目的。

1零件用途

传动轴是汽车传动系统中传递动力的重要零件，它的作用是与变速箱、驱动桥一起将发动机的动力传递给车轮，使汽车产生驱动力。

本中空传动轴产品的毛坯材料为调制20MnCrS5，一种仿形精密锻造件。该材料属于渗碳钢类，强度、韧性均高，淬透性良好。淬火变形小，低温韧性好，切削加工性较好。表面粗糙度值可达Ra=0.4～3.2µm[1]。精密锻造后个别重要尺寸一致性误差在0.02mm～0.03mm之内。材料硬度值为357HB，抗拉强度为1482MPa，条件屈服强度为1232MPa[2]

2零件结构尺寸分析

图1零件图

如图1所示，该零件的关键尺寸精度要求：173.54±0.1、44.42±0.4、￠65.74±0.1、￠37.74±0.05；位置精度要求：、、，花键的同轴度要求为；表面粗糙度要求：Ra=4.0µm。本零件的加工关键点主要在于花键的同轴度要求，因为花键是精锻而成，后期不再进行任何切削加工，所以加工其他位置时必须保证花键的同轴度。因此在选择加工基准和工装方面需要特别考虑。

3工艺安排

3.1工艺分析

根据以上分析，采用数控车床进行加工，加工工艺可安排两道工序，分别针对毛坯的两端进行加工。由于毛坯外形经锻造呈外喇叭口形状，且精度不高，如果用三爪卡盘夹持外圆进行加工，无法满足各项位置度要求，故第一道工序决定以和花键同时精锻成型的内孔圆为基准进行定位，采用胀芯胀紧的方式进行装夹。第二道工序以一序已加工过的端面、外圆进行定位，采用三爪卡盘的软爪工装进行夹紧，保证夹持工件跳动在0.01mm以内，这样可满足图纸上关键位置精度的要求。

考虑到现有条件，及满足高效率、高稳定性、高精度及包括刀具寿命功能、废料排出、机内对刀仪等的选择功能，加工设备选择INDEXTNA400车铣复合机床[3]。

3.2工装设计与制作

3.2.1一序工装设计与制作

图2一序加工工装

①主轴法兰②底座③胀套与拉杆④连接套

图2是一序加工工装的设计图。图中①是机床主轴法兰。底座②通过螺钉固定在①中，底座上的大锥面用于零件的轴向限位，小锥面与胀套③的内锥面配合。胀套圆周均布有槽，是一个弹性零件，胀套通过拉杆穿过底座②内孔与连接套④连接。连接套④固定在机床主轴液压联动装置上，液压装置使连接套向左移动时，带动胀套向左移动，通过锥面作用，胀套向外扩张，胀紧内孔圆基准实现定位与夹紧。

3.2.2二序工装设计与制作

二序工装采用特制软爪，与一序已加工端面、外圆（￠50.84±0.05、￠68.5±0.05）贴合夹紧。为减少工件装夹变形，及提高工件的夹紧力，使零件￠68.5±0.05外圆处主要受力，￠50.84±0.05外圆处辅助受力，两个外圆构成的台阶端面作为轴向定位。软爪加工对应尺寸分别为￠、￠。

3.3加工过程

一序加工：将工件装夹在工装上，首先粗车刀平端面、去除台阶大部分余量，然后粗精车外圆、端面（达到图纸要求），粗精车内孔，保证尺寸￠37.74±0.05。精车内避空槽，反精车刀倒角，最后切断、留总长余量。

二序加工：将工件一序已加工端面、外圆与软爪无缝隙贴合夹紧，满足左边外圆的跳动要求（），（反）粗车外圆、端面，（反）精车外圆、端面、内孔，保证长度尺寸173.54±0.1、￠65.74±0.1、44.42±0.4。

4结论

经过不断摸索工艺，积累经验，最终在加工的各个环节达到了预期要求，加工出尺寸精度稳定、可控，质量符合要求的产品。经过三坐标测量机检测，数据完全符合图纸要求。对于不方便测量的位置如内花键齿处尺寸44.42±0.4，选用粗糙度轮廓仪测量，测量结果为44.29，结果在公差之内，符合图纸要求。同时测得四处粗糙度值，分别是0.47um、2.50um、2.72um、2.30um，结果合格，也满足图纸要求。

参考文献：

[1]张明，石岳林.探讨精密锻造工艺[D].杭州：杭州前进齿轮箱集团股份有限公司，2014.

[2]沈莲.机械工程材料[M].北京:机械工业出版社,2017.

[3]吴云飞,张虹.车削中心操作与编程[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2017.