CN110977357B

CN110977357B - 一种万向节用钟形壳及加工工艺

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Publication number: CN110977357B
Application number: CN201911353300.7A
Authority: CN
Inventors: 曾怀念; 欧根琴
Original assignee: Taizhou Haoer Industry Co ltd
Current assignee: Taizhou Haoer Industry Co ltd
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2020-09-04
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: CN110977357A

Abstract

本发明公开了一种万向节用钟形壳及加工工艺，主要内容为：包括钟罩段、第一圆柱段、花键段和第二圆柱段，第一圆柱段与第二圆柱段之间的连接处设有光滑圆角过渡，钟形壳采用的材料包括下组份：Fe：54％～68％，Cr：1.5％～1.8％，Ni：1.4％～1.7％，C：0.15％～0.21％，Si:≤0.4％，Mn：0.5％～0.9％，P：≤0.025％，S：≤0.035％，Mo：0.25％～0.35％，余量杂质；其中钟形壳的坯料是由Fe，C，Cr，Ni预制的混合基体上在拉拔和热锻压的同时添加C，Si，Mn，Mo粉末制备而成。本发明结构简单，硬度大，同时具有自润滑性及耐磨性，采用成形磨大大提高了球面的加工精度，从而提高了其运转精度，而且通过坯料拉拔锻压成型技术及热处理大大提高了其使用寿命。

Description

一种万向节用钟形壳及加工工艺

技术领域

本发明涉及汽车零件夹具技术领域，具体涉及一种万向节用钟形壳及加工工艺。

背景技术

现有的万向节用钟形壳一般都需要钻小端面孔，并对小端面孔进行攻丝，而由于该产品在滚齿以后在齿部有切槽，其槽的目的是为了产品装车以后，起到与之相连接固定作用，而小端面钻孔攻牙的目的也是为了装车后起连结固定作用，因此，齿部切槽与这钻孔攻牙所起的作用重复了，从而使得工艺路线变长，提高了工艺成本，另一方面大大提高了加工时间，从而降低了加工效率；另外现有的万向节用钟形壳基本上都是采用精车，从而现有的万向节用钟形壳球面滚道精度相对来说不高，因而其运转精度差，进而影响到其使用寿命和使用效果，同时材料没有自润滑性能，容易不良润滑条件下很快会发热软化、磨损失效，因此还需要提升材料的硬度，强度，润滑性以及耐磨性能指标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供万向节用钟形壳及加工工艺，其结构简单，硬度大，强度高，同时具有自润滑性及耐磨性，采用成形磨大大提高了球面的加工精度，从而提高了其运转精度，而且通过坯料拉拔锻压成型技术及热处理大大提高了其使用寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种万向节用钟形壳，包括钟罩段、第一圆柱段、花键段和第二圆柱段，所述钟罩段与第一圆柱段连接处设有光滑圆角过渡，所述第一圆柱段与第二圆柱段之间的连接处设有光滑圆角过渡，所述钟形壳采用的材料包括下组份：Fe：54％～68％，Cr：1.5％～1.8％，Ni：1.4％～1.7％，C：0.15％～0.21％，Si: ≤0.4％，Mn：0.5％～0.9％，P：≤0.025％，S：≤0.035％，Mo：0.25％～0.35％，余量杂质；其中钟形壳的坯料是由Fe，C，Cr，Ni预制的混合基体上在拉拔和热锻压的同时添加C，Si，Mn，Mo粉末制备而成。

本发明主要通过Cr、Ni混合在Fe中增强了金属硬度和强度，同时通过拉拔和热锻压的同时添加C，Si，Mn，Mo粉末使得C，Si，Mn，Mo均匀固溶在基体表面中，稳定的整体结构，提升了其耐磨性和自润滑性能。

进一步的是：拉拔和热锻压温度控制在950℃～1050℃，同时空冷至室温，使得硬度达到HRC55，抗拉强度达到1080MPa。

进一步的是：所述花键段采用双径节制且其压力角为30°，所述花键段外表面上设有环形卡槽且花键段的右侧面中心处设有顶尖孔。

进一步的是：所述钟罩段外圆柱面上沿圆周方向均布有两个夹持平面，所述钟罩段中心孔内沿圆周方向均匀分布有六个球面滚道。

进一步的是：所述钟罩段球面滚道处的表面喷涂有含有平均粒径为0.8μm～1.5μm百分比为5.5～6wt%二氧化硅颗粒以及平均粒径为0.5μm～0.8μm百分比为2.2～2.5wt%碳化钛颗粒，厚度为0.5mm～0.8mm的耐磨耐高温涂层；后通过淬火温度为870～890℃，回火温度为180～200℃的热处理工艺。

通过内壁处喷涂耐磨耐高温材料并热处理后，使得内壁表面以分子力附着薄薄一层耐磨耐高温涂层，大大提升的产品的使用性能和寿命。

进一步的是：所述花键段采用渗碳处理，渗碳深度为1.2～2.1mm且渗碳后的硬度为HRC58～62。

一种万向节用钟形壳的加工工艺，包含以下步骤：

步骤一：根据万向节用钟形壳外形尺寸进行棒料下料，所述棒料是由Fe，C，Cr，Ni预制的混合基体；

步骤二：棒料通过拉拔以及锻造模具热锻造出万向节用钟形壳毛坯，在拉拔和热锻压的同时添加C，Si，Mn，Mo粉末；拉拔和热锻压温度控制在810℃～830℃，同时空冷至室温，使得硬度达到HRC55，抗拉强度达到1080MPa；

步骤三：通过卡盘夹取毛坯左端，采用数控车床粗车外径并在花键段右端面中心处钻孔；

步骤四：掉头通过卡盘夹取毛坯右端，采用数控车床粗车外径和内径；

步骤五：向钟罩段球面滚道表面喷涂耐磨耐高温涂层；之后对万向节用钟形壳进行渗碳淬火处理，淬火温度为870～890℃，时间为1～1.5h，淬火后进行回火处理，回火温度为180～200℃，时间为5～6h；

步骤六：通过卡盘夹取万向节用钟形壳左端且顶尖顶在万向节用钟形壳右端中心孔里，采用数控车床精车外径；

步骤七：掉头通过卡盘夹取万向节用钟形壳右端，采用数控车床精车外径和内径；

步骤八：通过卡盘夹取万向节用钟形壳左端且顶尖顶在万向节用钟形壳右端中心孔里，采用滚齿机对万向节用钟形壳进行滚花键；

步骤九：通过卡盘夹取万向节用钟形壳左端且顶尖顶在万向节用钟形壳右端中心孔里，采用数控车床加工万向节用钟形壳右端的环形卡槽；

步骤十：掉头通过卡盘夹取万向节用钟形壳左端基准A且以万向节用钟形壳中的钟罩段右端面B为基准，采用数控铣床铣削六个球面滚道；

步骤十一：通过卡盘夹取万向节用钟形壳左端基准A且以万向节用钟形壳中的钟罩段右端面B为基准，采用成形磨床并通过转台的分度一一磨削球面滚道；

步骤十二：清洁万向节用钟形壳，并进行尺寸检查和填写自检卡片，涂防锈油后入库存放。

进一步的是：所述万向节用钟形壳经过回火后的硬度为HRC58～62。

进一步的是：所述万向节用钟形壳精车时必须使用切屑液。

进一步的是：所述万向节用钟形壳中球面滚道加工成形磨床采用金刚笔对砂轮进行修形。

本发明中由于该产品在滚齿以后在齿部有切槽，其槽的目的是为了产品装车以后，起到与之相连接固定作用，而小端面钻孔攻牙的目的也是为了装车后起连结固定作用，因此，齿部切槽与这钻孔攻牙所起的作用重复了，所以取消小端面钻孔和攻牙的两道工序因而减少不必要的工序，缩短了加工路线，从而大大降低了工艺成本；花键段方便了其安装和连接；万向节用钟形壳采用渗碳且通过淬火和回火，大大提高了材料的性能，从而提高了其工作性能和使用寿命。球面滚道内喷涂平均粒径0.8μm～1.5μm二氧化硅颗粒和平均粒径为0.5μm～0.8μm碳化钛颗粒混合物均具有高强度和耐磨的性能，同时粒径较小保证了表面光滑度，涂层厚度适中使得热处理后具有一定的加工性能又保证涂层可以以分子力粘接与沟道表面渗入内部组织，同时球面滚道采用成形磨大大提高了其加工精度，使其配合更加精准，从而使得其运转更加顺畅且工作可靠稳定。通过Cr、Ni混合在Fe中增强了金属硬度和强度，同时通过拉拔和热锻压的同时添加C，Si，Mn，Mo粉末使得C，Si，Mn，Mo均匀固溶在基体表面中，稳定的整体结构，提升了其耐磨性和自润滑性能。

本发明的有益效果如下：结构简单，采用成形磨大大提高了球面滚道的加工精度，从而提高了其运转精度，而且通过热处理大大提高了其使用寿命；通过取消小端面螺纹孔后将减少工厂两道生产工序，因而减少不必要的工序，减少了了工艺路线，节省了加工时间；本产品硬度大，强度高，大大提高了其使用寿命，同时具有自润滑性及耐磨性，通过坯料拉拔锻压成型技术及热处理大大提高了其使用寿命。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明的一种具体实施方式的结构左视图；

图3为本发明的一种具体实施方式钟罩段的结构剖视图。

附图标记说明：

1：钟罩段，2：第一圆柱段，3：花键段，31：顶尖孔，32：环形卡槽，4：第二圆柱段，

11：球面滚道，12：夹持平面。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

实施例一

图1～图3示出了本发明的具体实施方式，一种万向节用钟形壳，包括钟罩段1、第一圆柱段2、花键段3和第二圆柱段4，所述钟罩段1与第一圆柱段2连接处设有光滑圆角过渡，所述第一圆柱段2与第二圆柱段4之间的连接处设有光滑圆角过渡，所述钟形壳采用的材料包括下组份：Fe：54％～68％，Cr：1.5％～1.8％，Ni：1.4％～1.7％，C：0.15％～0.21％，Si: ≤0.4％，Mn：0.5％～0.9％，P：≤0.025％，S：≤0.035％，Mo：0.25％～0.35％，余量杂质；其中外球笼的坯料是由Fe，C，Cr，Ni预制的混合基体上在拉拔和热锻压的同时添加C，Si，Mn，Mo粉末制备而成。

优选地：拉拔和热锻压温度控制在950℃～1050℃，同时空冷至室温，使得硬度达到HRC55，抗拉强度达到1080MPa。

优选地：所述花键段3采用双径节制且其压力角为30°，所述花键段3外表面上设有环形卡槽32且花键段3的右侧面中心处设有顶尖孔31。

优选地：所述钟罩段1外圆柱面上沿圆周方向均布有两个夹持平面12，所述钟罩段1中心孔内沿圆周方向均匀分布有六个球面滚道11。

优选地：所述钟罩段1球面滚道11处的表面喷涂有含有平均粒径为0.8μm～1.5μm百分比为5.5～6wt%二氧化硅颗粒以及平均粒径为0.5μm～0.8μm百分比为2.2～2.5wt%碳化钛颗粒，厚度为0.5mm～0.8mm的耐磨耐高温涂层；后通过淬火温度为870～890℃，回火温度为180～200℃的热处理工艺。

优选地：所述花键段3采用渗碳处理，渗碳深度为1.2～2.1mm且渗碳后的硬度为HRC58～62。

实施例二

一种万向节用钟形壳的加工工艺，包含以下步骤：

步骤三：通过卡盘夹取毛坯左端，采用数控车床粗车外径并在花键段3右端面中心处钻孔；

步骤五：向钟罩段1球面滚道11表面喷涂耐磨耐高温涂层；之后对万向节用钟形壳进行渗碳淬火处理，淬火温度为870～890℃，时间为1～1.5h，淬火后进行回火处理，回火温度为180～200℃，时间为5～6h；

步骤十：掉头通过卡盘夹取万向节用钟形壳左端基准A且以万向节用钟形壳中的钟罩段右端面B为基准，采用数控铣床铣削六个球面滚道11；

步骤十一：通过卡盘夹取万向节用钟形壳左端基准A且以万向节用钟形壳中的钟罩段右端面B为基准，采用成形磨床并通过转台的分度一一磨削球面滚道11；

优选地：所述万向节用钟形壳经过回火后的硬度为HRC58～62。

优选地：所述万向节用钟形壳精车时必须使用切屑液。

优选地：所述万向节用钟形壳中球面滚道11加工成形磨床采用金刚笔对砂轮进行修形。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims

1.一种万向节用钟形壳的加工工艺，其特征在于：万向节用钟形壳包括钟罩段、第一圆柱段、花键段和第二圆柱段，所述钟罩段与第一圆柱段连接处设有光滑圆角过渡，所述第一圆柱段与第二圆柱段之间的连接处设有光滑圆角过渡，所述钟形壳采用的材料包括下组份：Fe：54％～68％，Cr：1.5％～1.8％，Ni：1.4％～1.7％，C：0.15％～0.21％，Si: ≤0.4％，Mn：0.5％～0.9％，P：≤0.025％，S：≤0.035％，Mo：0.25％～0.35％，余量杂质；其中钟形壳的坯料是由Fe，C，Cr，Ni预制的混合基体上在拉拔和热锻压的同时添加C，Si，Mn，Mo粉末制备而成；所述钟罩段球面滚道处的表面喷涂有含有平均粒径为0.8μm～1.5μm百分比为5.5～6wt%二氧化硅颗粒以及平均粒径为0.5μm～0.8μm百分比为2.2～2.5wt%碳化钛颗粒，厚度为0.5mm～0.8mm的耐磨耐高温涂层；后通过淬火温度为870～890℃，回火温度为180～200℃的热处理工艺；所述花键段采用渗碳处理，渗碳深度为1.2～2.1mm且渗碳后的硬度为HRC58～62；

加工工艺包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种万向节用钟形壳的加工工艺，其特征在于：所述万向节用钟形壳经过回火后的硬度为HRC58～62。

3.如权利要求1所述的一种万向节用钟形壳的加工工艺，其特征在于：所述万向节用钟形壳精车时必须使用切屑液。

4.如权利要求1所述的一种万向节用钟形壳的加工工艺，其特征在于：所述万向节用钟形壳中球面滚道加工成形磨床采用金刚笔对砂轮进行修形。

5.如权利要求1所述的一种万向节用钟形壳的加工工艺，其特征在于：拉拔和热锻压温度控制在950℃～1050℃，同时空冷至室温，使得硬度达到HRC55，抗拉强度达到1080MPa。

6.如权利要求2所述的一种万向节用钟形壳的加工工艺，其特征在于：所述花键段采用双径节制且其压力角为30°，所述花键段外表面上设有环形卡槽且花键段的右侧面中心处设有顶尖孔。

7.如权利要求1-3任一所述的一种万向节用钟形壳的加工工艺，其特征在于：所述钟罩段外圆柱面上沿圆周方向均布有两个夹持平面，所述钟罩段中心孔内沿圆周方向均匀分布有六个球面滚道。