本發(fā)明屬于傳動(dòng)軸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用摩擦焊工藝的鋁合金傳動(dòng)軸。

背景技術(shù)：

行業(yè)內(nèi)普遍采用鋼制傳動(dòng)軸，鋼制傳動(dòng)軸多數(shù)采用熔化焊接，通過高溫使得不同的零件結(jié)合面的金屬熔化，再冷卻凝固，是一個(gè)金屬件的破壞和重新結(jié)合的過程。少數(shù)鋼制傳動(dòng)軸采用摩擦焊工藝，通過特定的設(shè)備使兩個(gè)工件之間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，同時(shí)施加特定的壓力使得兩個(gè)零件接觸面產(chǎn)生高溫，破壞金屬原有的原子間作用力，形成新的金屬件，從而達(dá)到焊接的目的。行業(yè)內(nèi)極少數(shù)傳動(dòng)軸采用鋁合金材料，采用熔化焊接的焊接方式進(jìn)行加工。

如附圖1所示，鋼制傳動(dòng)軸由于受臨界轉(zhuǎn)速的限制，當(dāng)傳動(dòng)軸一般總長超過1.2m時(shí)采用分段式的結(jié)構(gòu)，常規(guī)分段式傳動(dòng)軸的零件數(shù)量為15個(gè)，而鋁合金傳動(dòng)軸由于鋁材的密度為鋼材的1/3，因此可將常規(guī)的分段式傳動(dòng)軸變成一段式結(jié)構(gòu)，零件數(shù)目為8個(gè)。如附圖2所示，而現(xiàn)有鋁合金傳動(dòng)軸采用熔化焊接，鋁合金導(dǎo)熱快，凝固速度快，容易導(dǎo)致焊縫融合不充分。而且鋁合金在高溫下易形成氧化鋁，導(dǎo)致焊縫夾渣，影響焊接強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種采用摩擦焊工藝的鋁合金傳動(dòng)軸，采用一段式的鋁合金傳動(dòng)軸替代兩段式普通鋼件傳動(dòng)軸，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，同比減輕40-60％，安裝方便，同時(shí)取消了中間支架結(jié)構(gòu)，避免了由于中間支架橡膠老化引起的車輛振動(dòng)噪聲。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，包括滑動(dòng)叉、左萬向節(jié)、左焊接叉、右焊接叉、右萬向節(jié)、法蘭叉，所述的左萬向節(jié)的一端與滑動(dòng)叉相連接，左萬向節(jié)的另一端與左焊接叉相連接，所述的右萬向節(jié)的一端與法蘭叉相連接，右萬向節(jié)的另一端與右焊接叉相連接；在該左焊接叉與右焊接叉之間固定有軸管，該軸管與左焊接叉、右焊接叉通過摩擦焊接成型為一體。

作為優(yōu)選，所述的左焊接叉、右焊接叉和軸管由鋁合金材料制作而成。

作為優(yōu)選，所述的滑動(dòng)叉端與變速箱連接，法蘭叉端與后橋連接。

本發(fā)明的有益效果為：對傳動(dòng)軸的生產(chǎn)而言，一段式摩擦焊工藝鋁合金傳動(dòng)軸零件少，生產(chǎn)效率高，達(dá)到降成本的目的；對汽車而言，采用摩擦焊鋁合金傳動(dòng)軸，由于傳動(dòng)軸的重量輕，零件少，質(zhì)量穩(wěn)定，可降低汽車的油耗，提高汽車的加速性能，同時(shí)少零件化并采用摩擦焊工藝可提高焊接的強(qiáng)度以及焊接過程的穩(wěn)定性，輕量化的傳動(dòng)軸也會(huì)提高整個(gè)傳動(dòng)軸系統(tǒng)的耐久壽命，也就是提高整車的耐久壽命和舒適性。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是現(xiàn)有的鋁合金氣體保護(hù)焊焊接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的摩擦焊鋁合金傳動(dòng)軸焊接結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的標(biāo)號(hào)分別為：1、滑動(dòng)叉；2、左萬向節(jié)；3、左焊接叉；4、軸管；5、右焊接叉；6、右萬向節(jié)；7、法蘭叉；8、中間連接副；9、前軸管；10、后軸管。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的介紹：如附圖3、4所示，本發(fā)明包括滑動(dòng)叉1、左萬向節(jié)2、左焊接叉3、右焊接叉5、右萬向節(jié)6、法蘭叉7，所述的左萬向節(jié)2的一端與滑動(dòng)叉1相連接，左萬向節(jié)2的另一端與左焊接叉3相連接，所述的右萬向節(jié)6的一端與法蘭叉7相連接，右萬向節(jié)6的另一端與右焊接叉5相連接；在該左焊接叉3與右焊接叉5之間固定有軸管4，該軸管4與左焊接叉3、右焊接叉5通過摩擦焊接成型為一體；所述的滑動(dòng)叉1端與變速箱連接，法蘭叉7端與后橋連接。

1、結(jié)構(gòu)簡單重量輕：該傳動(dòng)軸上的左焊接叉3、右焊接叉5和軸管4均采用6061-t6材料，密度為2.7x10-6kg/mm3，是鋼密度(7.8x10-6kg/mm3)的三分之一左右，在同等體積下，重量是鋼件的30％左右。左焊接叉3、右焊接叉5采用鋁棒鍛壓成型，在529℃溫度下固溶處理，之后在177℃溫度下進(jìn)行時(shí)效處理，最后通過切削加工耳孔、卡簧及外圓。軸管4采用冷拔成型的管材。左焊接叉3、右焊接叉5與軸管4通過摩擦焊接成型為一體。

2、取消了如附圖1所示的中間支架(中間連接副8、及前軸管9、后軸管10)結(jié)構(gòu)，避免了由于中間支架橡膠老化變軟，使傳動(dòng)軸擺幅加大，從而引起的車輛振動(dòng)噪聲。

利用兩物質(zhì)摩擦生熱，連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊(慣性)是在摩擦壓力的作用下被焊界面相互接觸，通過相對運(yùn)動(dòng)(一般一靜一動(dòng))進(jìn)行摩擦，使機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽媚Σ翢岙a(chǎn)生的高溫?zé)崴苄院湍Σ翂毫θコ缑娴难趸?，?jīng)過一段設(shè)定時(shí)間或設(shè)定長度的磨耗后，達(dá)到了一定的界面溫度和溫度梯度，馬上制動(dòng)并施加更大的頂鍛壓力并保持一段時(shí)間，在原子間引力大于斥力的作用下進(jìn)行焊合，并通過原子擴(kuò)散和再結(jié)晶形成結(jié)合牢固的可靠的焊接接頭(核心機(jī)理，解決常人的疑問)，焊接方式屬于壓力焊類別。

采用摩擦焊接具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、焊接質(zhì)量穩(wěn)定性好，焊接溫度更低加之形變強(qiáng)化組織更細(xì)密，焊縫強(qiáng)度高于母材(形變強(qiáng)化和快速冷卻：熱量小、冷鐵吸熱快)，熱變形和熱影響區(qū)小，無氣孔、飛濺、裂紋、咬邊、虛焊、偏焊等熔化焊常見的缺陷。

2、材料的適應(yīng)性好：對于傳動(dòng)軸來說，可容易實(shí)現(xiàn)鋼對鋼、鋁對鋁、鋼對鋁合金等焊接。

3、能耗低：消耗功率與其他焊接方法相比為其1/5～1/20。

4、設(shè)備自動(dòng)化程度高(調(diào)試與維修要求高)，操作相對簡單。

5、綠色環(huán)保：無電弧刺眼亮光和有毒氣體排放，不用焊絲和保護(hù)氣體，改善了工作環(huán)境，利于環(huán)境保護(hù)，防止員工職業(yè)病的發(fā)生。

6、適合大批量生產(chǎn)。

7、生產(chǎn)節(jié)拍快。

8、焊合總成加工精度高：設(shè)備采用兩臺(tái)伺服電機(jī)控制行程，最終總成長度變化≤1mm，兩端跳動(dòng)≤0.3mm，花鍵軸外圓跳動(dòng)≤0.10mm，兩端零件相位差≤1°。

9、焊縫質(zhì)量可靠：焊接摩擦?xí)r是控制長度，頂鍛時(shí)是控制壓力和時(shí)間，主軸采用兩臺(tái)伺服電機(jī)控制。

10、操作方便安全：有光柵防護(hù)，觸摸屏集成控制，生產(chǎn)程序及工藝參數(shù)編制設(shè)定后一鍵即可完成焊接過程。

可以理解的是，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對本發(fā)明的技術(shù)方案及發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種采用摩擦焊工藝的鋁合金傳動(dòng)軸，包括滑動(dòng)叉、左萬向節(jié)、左焊接叉、右焊接叉、右萬向節(jié)、法蘭叉，所述的左萬向節(jié)的一端與滑動(dòng)叉相連接，左萬向節(jié)的另一端與左焊接叉相連接，所述的右萬向節(jié)的一端與法蘭叉相連接，右萬向節(jié)的另一端與右焊接叉相連接；在該左焊接叉與右焊接叉之間固定有軸管，該軸管與左焊接叉、右焊接叉通過摩擦焊接成型為一體；本發(fā)明采用一段式的鋁合金傳動(dòng)軸替代兩段式普通鋼件傳動(dòng)軸，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，同比減輕40?60％，安裝方便，同時(shí)取消了中間支架結(jié)構(gòu)，避免了由于中間支架橡膠老化引起的車輛振動(dòng)噪聲。

技術(shù)研發(fā)人員：朱國利;朱少青;李宏;毛宇芳;夏劍虹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：萬向錢潮傳動(dòng)軸有限公司;萬向集團(tuán)公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.12.09
技術(shù)公布日：2017.07.18