传动轴花键轴叉锻件轻量化新结构的制作方法

1.本实用新型属于汽车工业技术领域，具体涉及一种传动轴花键轴叉锻件轻量化新结构。


背景技术：

2.传统的花键轴叉锻件结构设计如图1和图2所示，包括杆部1和叉部2，杆部1和叉部2相连接处的外侧部如图1中ⅰ所示，具有两个台阶结构，并且相邻台阶之间的落差比较大，传统结构设计的锻件在锻造和加工过程中存在以下问题：
3.1）锻件结构设计复杂，增加了模具加工的复杂性及锻件的成型难度，锻件成型过程中如图1中ⅰ所示部位在叉部的叉耳厚度方向不容易充满，并且在预锻件放入终锻型腔位置不一致时，台阶与台阶交接处会产生折叠和刮料，造成锻件报废；
4.2）如图1中ⅰ所示部位对应的预锻和终锻模具的型腔内壁台阶处易磨损，造成模具提前失效，模具成本较高。
5.3）传统结构设计的图2中a所示的剖面线环形区域的内侧轮廓为圆形，外侧轮廓中的一组相对侧的轮廓均为圆弧线段、另一组相对侧的轮廓均为直线段，该部位（a所示的剖面线环形区域）金加工的加工余量大、加工困难，降低了金加工生产效率；金加工加工过程中还存在断续切削，存在打刀现象，对刀具的伤害及磨损较大，增加金加工成本
6.4）图1中ⅰ所示部位和图2中a所示的剖面线环形区域的材料用量较大，导致整个花键轴叉锻件重量较重，也相应增加了成本。


技术实现要素：

7.本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、锻造成形率高、重量轻、成本低、方便金加工的传动轴花键轴叉锻件轻量化新结构。
8.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：传动轴花键轴叉锻件轻量化新结构，包括一体成型的杆部和叉部，叉部位于杆部上方，杆部上端外圆为凹圆弧面，叉部的两个叉耳之间形成u型槽，叉部外表面下部自上而下到凹圆弧面上边缘的部分为曲面过渡结构。
9.曲面过渡结构包括上部的混合曲面和下部的旋转曲面，混合曲面和旋转曲面之间的第一交接线、旋转曲面下侧与凹圆弧面上边缘的第二交接线均为规则的圆形。
10.第一交接线与叉部的两个叉耳之间的u型槽底面最底部齐平。
11.采用上述技术方案，本实用新型在叉部的外侧下部设计在曲面过渡结构，不存在台阶结构，叉部与杆部的衔接比较圆滑，保证锻件强度的前提下还能达到轻量化的目的，单件锻件可减重0.8kg，改进后的锻件新结构具有以下优势:
12.（1）锻件结构简化，降低了锻件成型过程中模具加工及锻件成型的难度，曲面过渡结构所对应的叉耳厚度方向尺寸减小，锻件在锻造过程中容易充满，预锻件放入终锻型腔时的位置存在一定偏移时，不会造成锻件折叠和刮料，提高锻件的成品率。
13.（2）锻件的叉部与杆部交接处为曲面过渡结构不存在台阶结构，曲面过渡结构所对应的模具寿命提高，有效降低模具成本，提高生产效率。
14.（3）锻件新结构设计的旋转曲面是规则的回转体，减小了锻件加工余量，降低金加工加工成本，提高金加工工作效率；有效的解决了金加工过程中存在的断续切削问题，降低了对金加工刀具的过度伤害及磨损，降低金加工加工成本。
附图说明
15.图1是现有传动轴花键轴叉锻件的结构示意图；
16.图2是现有传动轴花键轴叉锻件的断续切削部位结构示意图；
17.图3是本实用新型的示意图；
18.图4是本实用新型连续切削部位的结构示意图。
具体实施方式
19.如图3和图4所示，本实用新型的传动轴花键轴叉锻件轻量化新结构，包括一体成型的杆部1和叉部2，叉部2位于杆部1上方，杆部1上端外圆为凹圆弧面3，叉部2的两个叉耳之间形成u型槽4，叉部2外表面下部自上而下到凹圆弧面3上边缘的部分为曲面过渡结构。
20.曲面过渡结构包括上部的混合曲面5（不规则曲面）和下部的旋转曲面6，混合曲面5和旋转曲面6之间的第一交接线7、旋转曲面6下侧与凹圆弧面3上边缘的第二交接线8均为规则的圆形。
21.第一交接线7与叉部2的两个叉耳之间的u型槽4底面最底部齐平。
22.本实用新型在叉部2的外侧下部设计在曲面过渡结构，不存在台阶结构，叉部2与杆部1的衔接比较圆滑，保证锻件强度的前提下还能达到轻量化的目的，单件锻件可减重0.8kg，改进后的锻件新结构具有以下优势:
23.（1）锻件结构简化，降低了锻件成型过程中模具加工及锻件成型的难度，图3中的部位ⅱ曲面过渡结构所对应的叉耳厚度方向尺寸减小，锻件在锻造过程中容易充满，预锻件放入终锻型腔时的位置存在一定偏移时，不会造成锻件折叠和刮料，提高锻件的成品率。
24.（2）锻件的叉部2与杆部1交接处为曲面过渡结构不存在台阶结构，图3中的部位ⅱ曲面过渡结构所对应的模具寿命提高，有效降低模具成本，提高生产效率。
25.（3）锻件新结构设计的图4中b所示区域旋转曲面6是规则的回转体，减小了锻件加工余量，降低金加工加工成本，提高金加工工作效率；有效的解决了金加工过程中存在的断续切削问题，降低了对金加工刀具的过度伤害及磨损，降低金加工加工成本。
26.本实用新型在车间锻造一批后，实践证明：锻件废品率降低0.5%；模具寿命由2500件提高到4500件，模具寿命提高80%；金加工刀具损耗降低，金加工生产效率提高40%。
27.本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。


技术特征：
1.传动轴花键轴叉锻件轻量化新结构，包括一体成型的杆部和叉部，叉部位于杆部上方，杆部上端外圆为凹圆弧面，叉部的两个叉耳之间形成u型槽，其特征在于：叉部外表面下部自上而下到凹圆弧面上边缘的部分为曲面过渡结构。2.根据权利要求1所述的传动轴花键轴叉锻件轻量化新结构，其特征在于：曲面过渡结构包括上部的混合曲面和下部的旋转曲面，混合曲面和旋转曲面之间的第一交接线、旋转曲面下侧与凹圆弧面上边缘的第二交接线均为规则的圆形。3.根据权利要求2所述的传动轴花键轴叉锻件轻量化新结构，其特征在于：第一交接线与叉部的两个叉耳之间的u型槽底面最底部齐平。

技术总结
传动轴花键轴叉锻件轻量化新结构，包括一体成型的杆部和叉部，叉部位于杆部上方，杆部上端外圆为凹圆弧面，叉部的两个叉耳之间形成U型槽，叉部外表面下部自上而下到凹圆弧面上边缘的部分为曲面过渡结构。本实用新型在叉部的外侧下部设计在曲面过渡结构，不存在台阶结构，叉部与杆部的衔接比较圆滑，保证锻件强度的前提下还能达到轻量化的目的，同时提高锻件的成品率，方便金加工，降低了金加工加工成本。降低了金加工加工成本。降低了金加工加工成本。


技术研发人员：葛利芳 李孟姣 谷刘磊 郭艳珺 程俊伟 田鹏 李广宇 孟会涛 吴会英 胡卫华 陈喜乐
受保护的技术使用者：许昌中兴锻造有限公司
技术研发日：2022.06.22
技术公布日：2022/11/10