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1、ISSN1000-3762轴承2010年1期55-60CN41-1148/THBearing2010,No.1专题综述等速万向节零件结构工艺性设计的改善石宝枢(上海思博特轴承技术研发有限公司,上海201411)摘要:根据等速万向节传动轴总成零部件的结构特点和性能要求,以实例分别介绍了零件冲压、热处理、切削、装配与维修等结构工艺性的设计与改进,较系统地分析了结构改进前、后的利弊,使结构设计与加工工艺有机地结合在一起。关键词:等速万向节;零件;结构;工艺性;设计中图分类号:TH133.4;TH162文献标志码:B文章编号:1000-3762(201
2、0)01-0055-06等速万向节传动轴总成零部件的结构工艺性是该类产品现代生产中提高效益、确保产品质量的关键。零部件加工各阶段的工艺是根据设计阶[1]段早已确定的结构设计方案进行的。产品零部件的结构设计在很大程度上决定了采用何种工艺手段及其工艺性。所以,零部件的结构设计除满足其使用性能外,还必须满足其在制造、装配、维图1三柱槽壳凹孔的形状修等全过程中符合科学性、先进性、可行性、合理图2是等速万向节传动轴总成两端与主机联性和经济性的要求。结的联结盘的结构形状。截面过渡处设计应避免本文以实例介始了等速万向节零件的冲压加尖角(图2a)。通常设计成圆
3、角(图2b),以防止压工、热处理、切削加工、装配与维修等工艺的结构制时应力集中和开裂。工艺性,力求正确处理结构设计与工艺、各工艺之若联结盘的外形需机加工,截面过渡处的退间的联系与矛盾。体现了等速万向节零件工艺的刀槽应避免设计成与压制方向垂直且无法成形的整体性、相对性和灵活性的特点。凹槽(图2c)。通常设计成与压制方向一致且易1冲压加工结构工艺性的设计成形的凹槽(图2d)。冲压加工工艺有弯曲、拉深、挤压、冲裁、精冲等,如三柱槽壳、筒形壳等滑移型万向节外壳零件,普遍的工艺是冷挤压成形。该类零件的形状、尺寸和精度要求等是否合理,将直接影响到材料的选用
4、和消耗,模具的结构和寿命,产品质量的稳定和操作的难易程度等。其结构工艺性应结合具体的冲压条件来确定。图1是三球销式万向节三柱槽壳内腔底部出现的凹孔形状。改进前(图1a)的矩形孔在挤压时易产生金属滞流,不利于成形,模具也易损坏。图2联结盘的截面过渡处形状因此,改进设计为图1b所示的锥形孔。图3是等速万向节传动轴总成中应用很普遍的卡簧的结构形状,材料是截面为圆形的钢丝。收稿日期:2009-03-02;修回日期:2009-07-08其开口截面若设计成改进前的形状(图3a),在冲作者简介:石宝枢,男,高级工程师,产品研发主管。裁下料时,需两次成形。改进
5、后的截面形状(图E-mai:lmyy968@sina.com。3b)只需冲裁一次自然成形,提高了效率。#56#5轴承62010.l.1图3卡簧的开口截面形状图5三柱槽壳的截面形状图4是球笼式万向节保持架的结构形状。63切削加工结构工艺性的设计个窗孔的长度中心沿圆周均匀分布,在磨削前一般为冲压成形。改进前有4个短孔和2个长孔影响等速万向节零件切削加工工艺性的因素(用于装星形套),6个窗孔的冲压需要两种凸模,比较多,主要有零件的结构、材料、热处理和毛坯分两道工序方可完成。或者先冲成6个短孔,然种类等。对零件结构而言,主要有加工精度、表面后再将两个对
6、应的短孔扩冲成设计要求的2个长质量、切削加工量、切削加工效率、生产准备工时孔。这种结构复杂、加工效率低且不便管理。若和辅助工时等。在满足零件使用要求的前提下,设计成6等长(介于长、短轴之间)且均布的窗孔设计时应充分考虑结构的工艺性,尽量做到结构(为便于装配,只需将星形套端面设计成台阶即简单;有利于零件达到加工质量的要求;与高效机可),6个窗孔的冲压只需要一种凸模,一道工序即床和先进加工工艺相适应;有利于减少零件的机可完成。简化了结构、提高了效率且便于生产中动工时和加工过程中的辅助工时;能最大限度地的管理。使用标准刀具和量具。总之,零件结构应遵循
7、3个基本原则:有利于提高切削效率,便于加工,达到加工精度。图6是各种等速万向节壳体常见的阶梯孔的形状。应避免设计成平底孔,而设计成与钻头吻合的圆锥形底孔。图4保持架的窗孔及分布2热处理结构工艺性的设计在等速万向节传动轴总成零部件的设计中,图6阶梯孔的形状往往只注重零件的结构形状、精度和性能要求,而图7是球笼式万向节钟形壳常见的阶梯轴形忽视了材料和结构的不合理性给热处理带来的困状。应避免设计成尖角,而设计成圆角联结,端面难。因此,在设计零件结构形状时必须充分重视均有倒角的结构。结构允许时,可设计成如图7b结构的热处理工艺性,为避免零件热处理时发生
8、所示的过渡圆锥结构。过量变形、开裂或软点等,零件的几何形状往往是关键。图5是三球销式万向节三柱槽壳的截面形状。改进前壁厚相差悬殊,由于截面突变处太多,
