汽车半轴生产加工工艺
汽车半轴热处理工艺
40Cr钢汽车半轴的热处理工艺***（中国矿业大学材料科学与工程学院江苏徐州 221116）摘要:制定40Cr 钢退火、正火、淬火、回火、调质热处理工艺, 测定在各种热处理情况下试样的硬度和冲击韧性, 并进行材料的金相组织分析, 得出了40Cr 钢调质处理具有良好综合性能的结论。
关键词：汽车半轴；热处理工艺；金相组织；性能1引言汽车半轴是汽车的重要部件之一, 要求具有合理的最佳的静扭强度和抗扭转疲劳性能. 是在汽车运行中承受自重和货物重量, 并传递扭矩的重要零件,常采用40Cr 钢制造, 其产品质量直接影响着整车的性能。
40Cr 钢属于亚共析钢, 缓冷至室温后的显微组织为铁素体加珠光体, 含有较少的合金元素, 属于低淬透性合金调质钢, 经适当热处理后具有较高的强度、良好的塑性和韧性, 即具有良好的综合力学性能, 常用于制造汽车的连杆、螺栓、传动轴及机床主轴等机械零件。
2分析汽车半轴的加工工艺流程如下：半轴材料采购→下料→花键加热→锻造镦花键成形→另一端加热→锻造预镦制坯→加热→半轴盘端摆辗成形→淬火→回火→校直→抛丸→铣端面钻中心孔→校正→粗车半轴法兰盘外端面和花键外圆→粗车法兰盘内端面和外圆→精车法兰端和花键外圆→铣花键→清洗→中频淬火→回火→校正→无损检测→钻半轴法兰盘孔→磨半轴法兰轴颈→精车半轴法兰内端面→抛光→清洗→打标→包装。
对于40Cr的热处理，采用预备热处理和最终热处理。
调质钢经热加工后, 必须经过预备热处理来降低硬度, 便于切削加工,消除热加工时造成的组织缺陷,细化晶粒, 改善组织, 为最终热处理做好准备。
对于40Cr 钢而言, 可进行正火或退火处理。
调质钢的最终热处理是淬火加高温回火。
一般可以采用较慢的冷却速度淬火, 可以用油淬以避免热处理缺陷。
当强度较高时, 采用较低的回火温度, 反之选用较高的回火温度。
铁碳合金相图40Cr的化学成分及临界温度见表1从铁碳合金相图可以看出：40Cr钢属于亚共析钢, 在缓慢冷却到室温后的组织为铁素体和珠光体。
汽车半轴热处理工艺设计说明
42CrMo的调质工艺曲线
时间min
4、检验 外观：无裂纹，碰伤，变形量≤5％。 硬度：28~35HRC之间 金相组织：回火索氏体+心部3％的铁素体。
5、表面淬火和回火 技术要求：根据半轴杆部直径来确定淬硬 层深度，当б=10 ~20％时，疲劳强度最大， 杆部淬硬层深度应达到直径的15 ％，杆部 硬度要求50~55HRC。
3-2-2、加热温度 根据42CrMo钢的力学性能要求与回火 温度的关系，回火温度取560 ℃。
3-2-3、回火时间 确定回火时间的基本原则：保证工件透 热和组织转变能充分进行。 回火保持时间按经验公式： t=K+AD ≈120min （省略计算） 3-2-4、冷却方式 42CrMo钢中含有Cr元素，回火容易产生 高温回火脆性。为了控制高温回火脆性， 回火后应进行快冷（水冷、K油）。
工艺参数：
变压器匝数
输出电压/V 输出电流/A 输出功率/Kw
32~33：1 加热温度/ ℃ 发电机电流频/Hz 2500 加热时间/s
480 160 75 冷却介质 淬火方式
900
180 乳化液 连续
检验： 硬度： 50~55HRC 硬化层深度：用试块按GB8817-86检验 金相组织：用试块按GB2841-89检验铁素 体量，允许硬化区有少量铁素体存在。
32回火321回火目的减少或消除淬火应力保证相应的组织转变提高钢的韧性和塑形获得硬度强度塑性和韧性的适当配合以满足各种用途工件的性能要求
汽车半轴 热处理工艺说明书
一、半轴 半轴也叫驱动桥。半轴是差速器与驱动轮之间传递 扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连 接，外端与轮毂连接。 现代汽车常用的半轴，根据其支承型式不同，有全 浮式和半浮式两种。 • 全浮式半轴只传递转矩，不承受任何反力和弯矩， 因而广泛应用于各类汽车上。全浮式半轴易于拆装， 只需拧下半轴突缘上的螺栓即可抽出半轴，而车轮 与桥壳照样能支持汽车，从而给汽车维护带来方便。 • 半浮式半轴既传递扭矩又承受全部反力和弯矩。它 的支承结构简单、成本低，因而被广泛用于反力弯 矩较小的各类轿车上。但这种半轴支承拆取麻烦， 且汽车行驶中若半轴折断则易造成车轮飞脱的危险。
材料成型
4、汽车半轴要求具有良好的强韧性，且杆部、花键处硬度要求≥52HRC。
现选用40Cr钢制造，其工艺路线如下：下料（棒料）→锻造毛坯→热处理①→校直→粗加工→热处理②→精加工→热处理③、④→磨削。
指出其工艺过程路线中应选用的热处理方法及目的，并说明杆部、花键处的最终热处理组织。
热处理①：正火。
其目的为：消除锻造应力；调整锻后的硬度，改善切削性能；细化晶粒，为淬火作好组织准备。
热处理②：调质。
其目的为：获得良好的强韧性，即良好的综合力学性能。
热处理③：表面淬火。
其目的是：获得M，提高杆部、花键处表面硬度。
热处理③：低温回火。
其目的为：消除表面淬火应力及脆性，得到高的硬度和耐磨性表层为回火M，心部为索氏体（S）5、一般精度的GCr15滚动轴承套圈，硬度60-65HRC。
(1)压力加工成形后、切削加工之前应进行什么预备热处理？其作用是什么？(2)该零件应采用何种最终热处理？有何作用？P162（1）球化退火降低硬度，球化Fe3C，以利于切削，并为淬火作好组织准备。
（2）淬火+低温退火淬火：获得高硬度M低温退火：去除脆性、应力，稳定组织。
6、用W18Cr4V W6Mo5Cr4V2Al钢制造铣刀，其加工工艺路线为：下料→锻造毛坯→热处理①→机械加工→去应力退火→热处理②、③→磨削。
请指出其工艺过程路线中热处理方法、目的及组织。
热处理①为球化退火：消除锻造应力；降低硬度，利于切削加工；为淬火作组织准备。
组织：S+粒状碳化物热处理②为淬火：获得M。
组织：M+未溶细粒状碳化物+大量残余A热处理③为高温回火（多次）：消除淬火内应力，降低淬火钢脆性；减少残余A 含量；具有二次硬化作用，提高热硬性。
最终组织：回火M+粒状合金碳化物+少量残余A7、机床床头箱传动齿轮，45钢，模锻制坯。
要求齿部表面硬度52～56HRC，齿轮心部应具有良好的综合机械性能。
其工艺路线为：下料→锻造→热处理①→机械粗加工→热处理②→机械精加工→齿部表面热处理③+低温回火→精磨。
汽车半轴的加工工艺
汽车半轴的加工工艺
汽车半轴的加工工艺主要包括以下几个步骤：
1. 材料选择：选择适合制作半轴的材料，常见的材料有高强度合金钢、铸铁等。
2. 铸造或锻造：通过铸造或锻造将材料形成半轴的初始形状。
3. 粗加工：利用铣床、车床等机械设备对半轴进行粗加工，使其形状更加符合设计要求。
4. 热处理：将粗加工后的半轴进行热处理，以提高其硬度和强度，常见的热处理方法包括淬火、回火等。
5. 精加工：通过磨床、镗床等机械设备对半轴进行精加工，以提高其尺寸精度和表面光洁度。
6. 表面处理：对半轴进行表面处理，常见的方法包括镀锌、喷涂等，以提高其耐腐蚀性能。
7. 组装：将加工好的半轴与其他零部件一起进行组装，形成最终的汽车半轴。
需要注意的是，不同汽车类型和用途的半轴可能会有些许差异，加工工艺也会有
所不同，以上仅为一般的工艺流程。
汽车半轴摆动碾压技术研究
MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺汽车半轴摆动碾压技术研究邵雨露鹤壁职业技术学院 河南省鹤壁市 458030摘 要： 汽车半轴作为汽车驱动器和差动器之间的实心轴，通过和汽车半轴齿轮进行连接，借助于差速器传递作用，进而做好驱动车轮的转动，保证汽车的安全形势。
本文关于汽车半轴摆动碾压工艺的研究，旨在合理应用汽车半轴摆动碾压技术，提高产品生产效率和质量。
关键词：汽车 半轴摆动 碾压技术1 引言摆辗工艺在汽车半轴中的应用，需要进行两次的加热处理，基于锻压机的加热处理过程，就要结合摆辗机的应用过程，尽可能的避免加热环节带给锻件表面的一种氧化现象，对锻件表面质量带来了极其不利的影响，同时在加热中，同样也加大了金属组织结构的晶粒，以至于后续性的加热处理过程，需要进一步的细化晶粒特征，使得加工工序逐渐复杂。
因此本文的研究，主要是结合一次加热的形式，进而提高锻件的质量，在高效率产品生产过程，尽可能的保证有着较好的工艺参数，实现聚料摆辗工艺性的有效性应用和处理。
2 汽车半轴摆动碾压的相关概述2.1 摆动碾压变形机制关于汽车半轴摆动辗压的变形机制，不仅仅产生了金属的塑性和变形机制。
在金属塑性过程，本着恒定值的因素分析，不仅仅和金属变形的外部因素有着直接的关联，同时和金属内部因素也有着直接的关联。
基于工艺变形温度的控制，就要合理的控制变形力力学状态，实现金属合金塑性的有效性分析，合理的选择变形温度，做好变形量的规模化分析和应用。
摆动辗压半轴锻件的热塑性变形过程，越来越注重晶内滑移以及晶内孪生的现象，同时基于金属热塑性变形的过程，融合高温能量的金属原子间距分析，和原子间的振动频率有着直接的关联，在高温能量的滑移过程，确定交滑移的应用，促进晶粒之间的有效性变形。
2.2 成形工艺流程汽车半轴摆辗成形工艺性的特征应用，确定汽车半轴材料以及锻温度的功能性分析，这种热聚料的摆辗阶段，需要融合汽车半轴杆部的原材料，确定棒料的长度，做好氧化皮以及表面的突起过程，结合金属锻造温度的控制，实现棒料的局部性加热。
常见汽车级机床用零件机加热处理工艺路线
一、齿轮1.渗碳及碳氮共渗齿轮的工艺流程毛坯成型→预备热处理→切削加工→渗碳（碳、氮共渗）、淬火及回火→（喷丸）→精加工2.感应加热和火焰加热淬火齿轮用钢及制造工艺流程配料→锻造→正火→粗加工→精加工→感应或火焰加热淬火→回火→珩磨或直接使用→调质→3.高频预热和随后的高频淬火工艺流程锻坯→正火→粗车→高频预热→精车（内孔、端面、外圆）滚齿、剃齿→高频淬火→回火→珩齿二、滚动轴承1.套圈工艺流程棒料→锻制→正火→球化退火车削加工→去应力退火→淬火→冷处理→低温回火→粗棒料→钢管退火磨→补加回火→精磨→成品2.滚动体工艺流程（1）冷冲及半热冲钢球钢丝或条钢退火→冷冲或半热冲→低温退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品（2）热冲及模锻钢球棒料→热冲或模锻→球化退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品（3）滚子滚针钢丝或条钢（退火）→冷冲、冷轧或车削→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→附加回火→精磨→成品三、弹簧1.板簧的工艺流程切割→弯制主片卷耳→加热→弯曲→余热淬火→回火→喷丸→检查→装配→试验验收2.热卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收3.冷卷螺旋弹簧工艺流程下料→锻尖→加热→卷簧及校正→去应力回火→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收四、汽车、拖拉机零件的热处理1.铸铁活塞环的工艺流程（1）单体铸造→机加工→消除应力退火→半精加工→表面处理→精加工→成品（2）简体铸造→机加工→热定型→内外圆加工→表面处理→精加工→成品2.活塞销的工艺流程棒料→粗车外圆→渗碳→钻内孔→淬火、回火→精加工→成品棒料→退火→冷挤压→渗碳→淬火、回火→精加工→成品热轧管→粗车外圆→渗碳→淬火、回火→精加工→成品冷拔管→下料→渗碳→淬火、回火→精加工→成品3.连杆的工艺流程锻造→调质→酸洗→硬度和表面检验→探伤→校正→精压→机加工→成品4.渗碳钢气门挺杆的工艺流程棒料→热镦→机加工成型→渗碳→淬火、回火→精加工→磷化→成品5.合金铸铁气门挺杆的工艺流程合金铸铁整体铸造（间接端部冷激）→机械加工→淬火、回火→精加工→表面处理→成品合金铸铁整体铸造（端部冷激）→机械加工→消除应力退火→精加工→表面处理→成品钢制杆体→堆焊端部（冷激）→回火→精加工→成品钢制杆体→对焊→热处理→精加工→表面处理→成品6.马氏体型耐热钢排气阀的工艺流程马氏体耐热钢棒料→锻造成型→调质→校直→机加工→尾部淬火→抛光→成品7.半马氏体半奥氏体型耐热钢（Gr13Ni7Si2）排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→热处理→精加工→成品8.奥氏体耐热钢排气阀的工艺流程棒料→顶锻→精压→阀面和尾部堆焊耐热合金→热处理→杆部滚压或软氮化→精加工→成品9.半轴调质的工艺流程合金结构钢棒料→锻造成形→正火或退火→机械加工→调质→校直→精加工→成品10.半轴的表面淬火的工艺流程棒料→锻造成形→预先热处理→校直→机械加工→表面淬火→校直→精加工→成品11.柱塞副和喷油嘴偶件的工艺流程热扎退火棒料→自动机加工成型→热处理→精加工→时效→成品12.拖拉机履带板（1）40SiMn2履带板的热处理热轧成形→下料→机加工→热处理→成品（2）ZGMn13履带板的热处理铸造成型→热处理→成品五、金属切削机床零件的热处理1.机床导轨（1）MM7125平面磨床立柱镶钢导轨锻造→正火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→回火→磨（2）M9025工具曲线磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨（3）S788轴承磨床镶钢导轨机加工→消除应力退火→机加工→渗碳→淬火→回火→磨→时效（4）MZ208轴承磨床镶钢导轨锻造→退火→机加工→消除应力退火→机加工→淬火→冰冷处理→回火→磨→时效2.机床主轴（1）CA6104车窗主轴（45钢）下料→粗加工→正火→机加工→高频淬火→回火→磨（2）T68、T611镗床的镗杆及MGB132磨床的主轴（35CrMoAlA钢）下料→粗车→调质→精车→消除应力处理→粗磨→渗氮→粗磨（3）SGC630精密丝杠车床主轴（12CrNi3A）锻造→正火→机加工→渗碳→正火→校直→消除应力→机加工→头部淬火→颈部淬火→回火→磨→时效（4）X62W万能升降台铣床主轴（球墨铸铁QT60-2）铸造→机加工→淬火→回火（5）M1040无心磨床主轴（球墨铸铁QT60-2）铸造→机加工→正火→机加工3.丝杠（1）7级或7级精度一下的一般丝杠（45钢）下料→正火或调质→校直→消除应力处理→机加工（2）6级或6级以上精密不淬硬丝杠（T10或T12钢）球化退火→机加工→消除应力处理→机加工→时效→精加工（3）中大型精密淬硬丝杠（CrWMn）锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→消除应力→机加工→淬火、回火→冰冷处理→回火→探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工（4）中小型精密淬硬丝杠（9Mn2V）锻造→球化退火→机加工→消除应力→机加工→淬硬淬火→回火→冰冷处理→回火、探伤→机加工→时效→精加工→时效→精加工（5）滚珠丝杠（GCr15，GCr15SiMn）4.弹簧卡头（1）卧式多轴自动车床夹料卡头（9SiCr）锻造→退火→机加工→淬火→回火→机加工→磨开口→胀大定型（2）卧式多轴自动车床送料卡头（T8A钢）锻造→退火→机加工→淬火→回火→磨（3）仪表机床小型专用卡头（60Si2）退火→机加工→淬火→回火→磨（4）磨阀辨机床专用卡头（65Mn）锻造→正火→高温→回火→机加工→淬火→回火→机加工5.摩擦片（1）X62W万能升降台铣床摩擦片（A3）机加工→渗碳→淬火→回火→机加工→回火（2）DLMO电磁离合器摩擦片（65Mn）冲片→淬火→回火→磨（3）电磁离合器摩擦片（6SiMnV）锻造→退火→切片→淬火→回火→磨6.FW250万能分度头主轴（45）锻造→正火→机加工→淬火→回火→机加工7.万能分度头蜗杆（20Cr）正火→机加工→渗碳→机加工→淬火→回火→机加工8.三爪卡盘卡爪（45）正火→机加工→淬火→回火→高频淬火→回火→法蓝→磨加工9.三爪卡盘丝（45）锻造→正火→机加工→淬火→回火→法蓝→磨六、活塞1.20CrMnMo钢制活塞的热处理锻造→正火→检验→机加工→渗碳→检验→正火→淬火→清洗→回火→检验→喷砂→磨削2.钒钢活塞的热处理下料→锻造→检验→预先淬火→球化退火→检验→机加工→淬火→回火→检验→磨削七、凿岩机钎尾锻造→退火→检验→渗碳→检验→淬火→回火→清洗→检验→磨削。
微型汽车后桥半轴力学分析及断裂分析
轴的头部商径很大，另一端花键处到 轴承安装处直径相对很小，如果采用整体 锻造在头部镦出巾１２４直径是很困难的成
本也较高。所以采用摩擦对焊的工艺对截 面选在弯曲力矩很小的地方。另外在图ｌ所 示的区域进行中频表面淬火，表面硬度 ＨＲＣ５０一６０心部硬度ＨＲＣ２５—３２，这样可以 提高疲劳强度。半轴材料采用４５号钢。
万方数据
科技创业家ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ Ｐ１０ＮＥＥＲｓ
１ ４９
有纵向力和侧向力作用，所以半轴只受垂 向弯矩：
垂向力Ｆ，，最大，纵向力Ｆ。，＝Ｏ，侧向力 Ｆ，，＝０：此时垂直力最大值Ｆ，：为：
Ｆ：２Ｌ＝Ｆ：２Ｒ＝Ｋ（Ｇ ２／２一ｇ。）＝８０７ｌ（Ｎ） 其中Ｋ为动载系数Ｋ＝１．８，
而魄ｒ＝足ב２￡×６＝２８２．４９（Ｎ’ｍ）
该半轴按照工艺规范生产并检验合格 后装车。在试车过程中发生断裂，对断裂件 的原材料成分进行了光谱分析，其结果符 合有关技术标准，为弄清楚该半轴早期断 裂的原因，本文对其硬度、显微组织、宏观 及微观端【Ｊ进行了研究。 ３．１试验方法
首先ｌ记录并分析断口宏观形貌，然后 用酒精等将端口表面清洗干净．用扫描电 子显微镜做断ｕ微观形貌分析，用光学显 微镜对半轴表层和心部显微组织进行研 究，｜一ｌ时测定了其硬度。
４结论 ４５＃汽车后桥半轴中存在较多的铁素
体是造成半轴疲劳断裂的原因。应该在生 产中找出造成调质淬火工艺温度不正确的 原因，并予以改正，使后桥半轴的调质组织 和硬度符合技术要求。
（ａ）纵向 （ａ）Ｌห้องสมุดไป่ตู้ｎｇｔｈｗｉｓｅ ｓｅｃｔｉｏｎ
（ｂ）纵向 （ｂ）Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｓｅｃｔｉｏｎ
40Cr钢汽车半轴断裂原因分析
40Cr钢汽车半轴断裂原因分析李海明【摘要】针对某40 Cr钢汽车半轴在装配过程中发生断裂的问题，通过对半轴的化学成分、显微组织、力学性能、断口等方面进行分析，查找出了导致半轴断裂的原因。
结果表明：半轴热处理时淬火温度过高或保温时间过长，导致奥氏体晶粒粗大，冷却时在材料心部形成魏氏体组织，是导致半轴断裂的主要原因；另外淬火温度偏高导致杂质元素在晶界聚集，降低了晶界的结合强度，也促进了半轴的断裂。
因此，优化冶炼工艺制度、并严格遵守热处理制度是避免汽车半轴断裂的主要措施。
%Aiming at the problem of fracture of 40Cr steel automobile half-shafts during assembly,by analyzing the chemicalcompositions,microstructure,mechanical properties and fracture of the half-shaft,the fracture reasons were found out.The results show that the too high quenching temperature and too long holding time in the heat treatment process led to coarse austenite,and then widmanstatten structure was formed in the center of the half-shaft during cooling, which were the main reasons for the fracture.At the same time,higher quenching temperature led to the aggregation of impurity elements at the grain boundaries and reduced the grain boundary bonding strength,which also accelerated the fracture of the half-shaft.Therefore,optimizing of smelting process system and strictly complying with the heat treatment process system were main measures to avoid fracture of the automobile half-shafts.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2016(052)008【总页数】5页(P589-593)【关键词】汽车半轴;断裂;魏氏体组织;热处理工艺;夹杂物【作者】李海明【作者单位】莱芜钢铁集团有限公司，莱芜 271104【正文语种】中文【中图分类】TG16140Cr钢是常用的中碳低合金高强度调质钢，其抗拉强度、屈服强度及淬透性等指标均优于45钢，应用非常广泛[1-2]。
重型车半轴套管裂纹解决措施
积收缩不能 自由进行 而使表 层受压心 部受拉 。即在 热
面的作用特 点造 成的 。并 与冷却愈慢应 力愈小 的传统
观念大相径庭 。对这类钢件而 言 ，在正常 条件 下淬火
应 力的作 用下最终使工件表层受压而心部受拉 。
这种现 象受到冷 却速 度、材料成 分和热处 理工 艺
Ｍ Ｃ 瑰 代 零 部 件 ２ｔ￣第 期 ∞ ０ｔ
ｗｗ￣ ｍ ｃ１ ５０ｃ ｍ ９ ．ｏ
重汽 车上的一类安全零部 件 ，对高承载能力 、高抗疲 劳 寿命 都有极高要ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ，同时对保证 车辆的安全行驶有十分
重要的意义 。
重型载重汽车半轴套管加工工艺及特 点
我 公 司采用 热挤 压 成形 工艺 生产 系 列重 型载重 汽
（ ）热 挤 压工艺 成 形 ａ
图 １
（）原 工艺 成形 零件 ｂ
的高淬透性 钢件中只能形成纵裂 。
避 免淬 裂 的根 本 原则是 设 法 尽量 减小 截 面 内外
等 因素的影 响。冷却 速度愈快 ，含碳 量和合金 成分愈 高 ，冷却过程 中在热 应力作用 下产生 的不均 匀塑性 变 形愈 大 ，最后 形成的 残余应 力就愈大 。另一方 面 ，钢
在热 处理过程 中 由于组 织的变 化即奥 氏体 向马 氏体转 变时 ，因比容 增大会伴随 工件 体积的膨胀 ，工 件各部 位先 后相变 ，造 成体积长 大不 一致而产生 组织应 力 。 组织应 力变化 的最终结果 是表 层受拉应 力 ，心 部受压 应力 ，恰好与热应 力相 反。 实践 证 明，任何工 件在热处 理过程 中 ，只要 有相 变 ，热应 力和组 织应 力都 会发生 。只不过 热应 力在组 织转变以 前就 已经产生 了 ，而组织 应力则 是在组 织转 变过程 中产生的 ，在整个 冷却过程 中 ，热 应力 与组 织 应 力综合作用的结果 ，就是工件 中实际存在的应力 。
汽车半轴加工工艺分析与设计
目录中文摘要1.前言1.1国外汽车半轴的加工工艺1.2国内后桥半轴先进的机械加工工艺技术2.材料的选择3.汽车半轴加工工艺流程及主要加工工序3.1剪料3.2摔杆3.3摆帽3.4喷丸3.5杆部校直3.6钻小端中心孔A3/7.53.7粗车大外圆3.8粗车小端3.9车大孔3.10钻中心孔B4/12.53.11粗车大端、精车大端3.12精车小端3.13冷滚轧花键3.13.1冷滚轧花键的优点3.13.2冷滚轧花键的加工方法3.13.3冷滚轧花键的工艺要求3.13.4典型的冷滚轧机技术参数3.13.5冷滚轧花键加工实例3.14半轴的热处理3.14.1热处理的具体工序3.15磁力探伤检验4.夹具设计4.1原夹具存在的问题4.2可微调新型夹具摘要汽车自19世纪末诞生至今100余年期间,汽车工业从无到有,以惊人的速度发展,写下了人类近代文明的重要篇章。
汽车是数量最多、最普及、活动范围最广泛、运输量最大的现代化交通工具。
没有哪种机械产品像汽车这样对社会产生如此广泛而深远的影响。
半轴是汽车传动系统的一个重要组成部分，半轴是用来将差速器半轴齿轮输出的动力传给驱动轮或轮边减速器，对于采用非独立式悬架的驱动桥，根据其半轴内端与外端的受力状况，一般又分为全浮式半轴、四分之三浮式半轴与半浮式半轴三种。
半轴内端以花键连接着半轴齿轮，半轴齿轮在工作时只将扭矩传给半轴，几个行星齿轮对半轴齿轮施加的径向力是互相平衡的，因而并不传给半轴内端。
主减速器从动齿轮所受径向力则由差速器壳的两轴承直接传给主减速器壳。
因而，半轴内端只受扭矩而不受弯曲力矩。
半轴是汽车的轴类零件中承受扭矩最大的零件，为了满足半轴的强度要求．多年来，世界备国除了用各种各样的计算方法外，还在材料选择、毛坯成型、机械加工和热处理等方面进行着不懈的努力。
本文主要是对半轴在锻造车间、机加车间、热处理车间的各步工艺进行分析和改进以及半轴的热处理和半轴齿轮的夹具改进。
半轴齿轮广泛用于汽车、拖拉机等一切行走机械的差速器中，应用面广。
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汽车半轴生产加工工艺如今，汽车随处可见，汽车在当今社会有重要的影响，人们现在时刻也离不开汽车，现在没有汽车的世界是难以想象的。
所以研究汽车有重要的意义。
半轴是汽车传动系统的一个重要组成部分，半轴是用来将差速器半轴齿轮输出的动力传给驱动轮或轮边减速器，半轴外端与轮毂连接，半轴内端以花键连接着半轴齿轮，半轴齿轮在工作时只将扭矩传给半轴，半轴内端只受扭矩而不受弯曲力矩，半轴是汽车的轴类零件中承受扭矩最大的零件。
汽车半轴图
⏹选材
当汽车在启动或上坡时，扭矩很大，特别在紧急制动或行驶在不平坦的道路上时工作条件更为恶劣，半轴要承受冲击、交变弯曲疲劳荷载和扭力的作用，因此，半轴生产所需的材料要有足够的抗弯强度、抗剪强度和较好的韧性。
因此，合金调质钢中的40Cr是较合适做汽车半轴的。
⏹加工工序
1.选料剪切，同时确定加工余量，方便后续的加工操作。
2.半轴在空气锤上进行胎模锻造，并用摆碾机摆帽。
3.对半轴进行喷丸处理
4.进行毛坯杆部校直，保证垂直度
在校直中，第一次是毛坯校直，第二次是热处理后校直热处理后的校直要保证跳动不大于0.08，0.2和0.4。
毛坯校直，用两个固定校直滚子装置
支承半轴，由一个传动连接装置与半轴法兰端上的两个突出部位相吻合，并带动半轴旋转，尾座顶尖顶住半轴的杆部，校直机上的压头下落，半轴在滚子和压头的作用下校直。
热处理后的校直，半轴支承在夹具两端，夹具能够很容易地从一端移到另一端，这样压头就能在花键端与法兰端之间的任何高出部位加载
钻小端中心孔、粗车大外圆
5.粗车小端，采用六角转塔车床或采用仿型车床进行粗车和精车
加工
6.车大孔
平端面是提高半轴生产线生产率的一个关键工序，采用切入法铣端面是较好的。
7.粗车大端、精车大端，精车小端。
8.冷滚轧花键
滚扎花键以两端中心孔定位,滚扎渐开线花键，滚扎花键所需仪器是花键滚扎机。
所需的量具是千分尺和综合花键量规。
为了提高半轴花键的生产效率和疲劳强度，目前已广泛采用花键冷滚轧成型工艺。
该工艺是一种动力传动件及齿类工件的无屑冷成型加工工艺。
这种工艺极大地提高了冷成型齿类工件的精度。
滚轧过程中，对所有相关参数均定位控制，故可以保证得到确定的齿数和准确的齿形。
以滚搓为例，将一根钢质轴定位在两根成型齿条之间的起始位置，该端的齿牙是浅层的，仅仅在工件上压出花键的最初形状，两齿条朝相反方向快速移动，带动工件旋转，一步步将工件表面的金属挤压进去，这时可明显看到一个个凹痕。
此时，齿形零件只要再自转几周，就可
保证得到质量控制所要求的齿形几何尺寸和精度
冷滚轧花键的加工方法是
a.用滚轮冷滚轧花键。
在滚压头上安装的滚轮个数和花键轴的齿数相同，沿径向分布，全部齿形均在压力机一次工作过程中全部轧
出。
滚轧过程是压力机推动工件，通过滚压成形，滚轮在工件表面上自由滚动。
这种滚轧加工方法适用于齿数Z<20的花键。
b.用齿条形工具冷滚轧花键。
齿条形工具上下对称分布，分别由油缸驱动，作相互平行的交错运动，毛坯(工件)为自由驱动，在齿条工具间滚动过程中产生塑性变形。
滚动的圈数大约为8圈。
c.用小齿轮形工具冷滚轧花键。
毛坯(工件)轴线和工具轴线平行分布，工具向工件中心移动进给。
这种滚轧加工方法适用于渐开线花键
9.半轴的热处理
半轴的热处理采用调质方法,调质后要求杆部硬度为388～444HB。
先正火，然后850℃淬火，油冷却。
然后高温回火520℃，油或水做介质。
另一种方法，也可以采用高频、中频等感应淬火（表面淬火）,这能保证半轴表面有适当的硬化层,由于硬化层本身的强度较高,加上在半轴表面形成大的残余压应力,因此使半轴的静强度合疲劳强度大为提高.尤其是疲劳强度提高得更为显着。
当半轴采用高应淬火时,杆部表面硬度推荐在48～56HRC范围内,心部硬度可控制在20～28HRC,花键部分的表面硬度可控制在48～56HRC,不淬火区硬度可定在248～277HB范围内,采用感应淬火时,通常推荐半轴杆部表面硬化层的深度为其半径的1/4～1/3左右
当采用高频、中频等感应淬火时。
其热处理工艺步骤是：
开启加热致电炉设定温度(840℃～860℃)—通氯气扫炉(约30分钟)—通保护气氛—到达保温时间(60分)—半淬(油温30～80℃)清洗—回火(550～650℃)—到达回火保温时间(120分)—冷却—卸料
当前汽车半轴生产的前景在今天，汽车工业发展了一百余年，汽车工业的生产一直不断在改善进步，很多零部件和功能，从无到有，汽车零件的革新也较快，不能赶上汽车零件的革新速度的零件生产长，就将会淘汰，因此，为了生存，各厂都努力研发，这也导致了，生产工艺的进步。
汽车走进了人们的生活，在现在没有汽车的时代是难以想像的，汽车有广大市场，而半轴对于汽车来说是必不可少的，当前，半轴的生产工艺日新月异，欧美等国和日韩，他们的生产工艺是不错的，我国在半轴这方面的生产，也逐步赶上他们，甚至有些方面已经超越了他们。
让我们一起期待未来更先进的半轴生产工艺，更先进的汽车生产工业。
期待未来的车世界。
让我们一起努力！。