空心軸的鍛造工藝優(yōu)化有哪些？

對(duì)比空心軸和實(shí)心軸的彎扭截面系數(shù)，發(fā)現(xiàn)外徑相同的空心軸和實(shí)心軸在傳遞扭矩、彎矩和彎扭的作用上差別不大，但空心軸可以大大減輕軸的重量，因此空心軸的應(yīng)用越來(lái)越受到重視，迫切需要解決空心軸的成形問(wèn)題?？偨Y(jié)了空心軸的成形方法，簡(jiǎn)要分析了鍛造+機(jī)械加工、徑向鍛造、旋轉(zhuǎn)鍛造、擠壓或擠壓+機(jī)械加工、楔橫軋、強(qiáng)力旋壓、旋轉(zhuǎn)壓縮、內(nèi)高壓成形、交叉軋制+軸向沖孔、注射鍛造、靜液擠壓+內(nèi)高壓成形的原理和特色。從毛坯形狀、成形溫度、潤(rùn)滑、成形道次、尺寸等方面對(duì)幾種常用的成形方法進(jìn)行了比較。未來(lái)對(duì)空心軸的需求將越來(lái)越多，成形方法將向、柔性方向發(fā)展。

機(jī)械傳動(dòng)裝置幾乎存在于所有的機(jī)械產(chǎn)品中，不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或裝置有不同的要求。比如有的需要大傳動(dòng)比的減速機(jī)構(gòu)，有的需要較長(zhǎng)的傳動(dòng)軸，有的需要減輕自身重量，采用空心軸傳動(dòng)。而在機(jī)械制造中，減輕重量、節(jié)省材料幾乎是每個(gè)設(shè)計(jì)師都想追求的目標(biāo)之一。

空心軸是機(jī)械的重要部件之一，做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的各種傳動(dòng)件支撐著傳動(dòng)件，通過(guò)軸傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。根據(jù)軸上載荷的不同，空心軸可分為:只承受彎矩，不傳遞扭矩的主軸，如高鐵的車(chē)軸；只傳遞扭矩，不承受彎矩的傳動(dòng)軸，如汽車(chē)的傳動(dòng)軸；傳遞扭矩并承受彎矩的轉(zhuǎn)軸，如汽車(chē)變速箱軸。對(duì)于一些其它力與其扭矩相比可以忽略不計(jì)的空心軸，從減輕重量和節(jié)省材料的角度出發(fā)，把它們?cè)O(shè)計(jì)成空心的是很有必要的。由于橫截面上的剪應(yīng)力沿半徑呈線(xiàn)性分布，所以圓心附近的應(yīng)力很小，即圓心附近的材料沒(méi)有發(fā)揮出應(yīng)有的性能。這一理論早已為人們所知，并被廣泛應(yīng)用。例如，一些運(yùn)輸機(jī)械如飛機(jī)、輪船和汽車(chē)的傳動(dòng)空心軸被設(shè)計(jì)成中空的，以減輕其質(zhì)量。但是按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，是不可能在滿(mǎn)足使用強(qiáng)度的情況下達(dá)到質(zhì)量的，因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)的計(jì)算量非常大，要完成原來(lái)的手工計(jì)算幾乎是不可能的。只有在計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，才能解決手工難以計(jì)算的高次方程，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案。