載重車輪轂軸管全纖維鍛造成形工藝及模具的製作方法
2023-07-30 18:07:11 2
專利名稱：載重車輪轂軸管全纖維鍛造成形工藝及模具的製作方法
技術領域：
本發明屬於一般車輛技術領域，具體涉及一種載重車輪轂軸管全纖維鍛造成形工藝及模具。
背景技術：
汽車輪轂軸管主要用於衝壓焊接橋殼及工程車輛驅動橋兩端的輪邊支承。屬重要的保安零部件。它焊在橋殼兩端，半軸從中穿過。在車輛的行駛過程中，它不僅要承受整個車身及車載貨物的重量，而且由於路況的變化，它還要承受複雜的交變應力的作用，因此要求輪轂軸管要具有沿軸向分布的金屬流線，緻密的金屬組織和極高的抗疲勞壽命。目前常規的鍛造工藝為模鍛，需經過多次加熱，其工藝一般為加熱——制壞——預鍛法蘭——加熱——終鍛法蘭——成形——退火——內外機加工——熱處理——精加工，才能製造出輪轂軸管，此種製作工藝毛坏為實心，材料消耗量大。且難以形成沿軸向分布的全纖維金屬流線，零件的機械性和抗疲勞壽命均偏低，難以滿足車輛對其特殊的質量要求。
發明內容
本發明的目的是研究一種工藝簡單、能節約大量的金屬材料，並可獲得沿軸向分布的全纖維金屬組織，從而能極大提高零件抗疲勞壽命的載重車輪轂軸管鍛造成形工藝及模具。
為達上述目的，本發明採取的主要技術方案是將現有的工藝加以改進，工藝流程為下料→加熱→壓型→成形→衝孔→外表面處理→成品，採用壓力機壓制，主要改進為，一次將下料後的實芯棒材工件加熱至1100-1180℃，採用壓力機經過壓型、成形、衝孔，將工件壓製成沿軸向分布的全纖維組織的全空心載重車輪轂軸管毛坏。成形工序採用了新設計的鐓擠成形模具，該模具下模採用了預應力模具結構，衝孔工序採用了反擠壓裝置。
本發明這種載重車用輪轂軸管的全纖維鍛造成形工藝及模具，由於採用的是一次加熱即可將內孔完全擠壓成形，這樣工件在封閉的模腔內，金屬受到三向壓應力的作用，因而全纖維組織的汽車輪轂軸管具有晶粒細化、金相組織和纖維組織一致。由於下模採用了預應力模具結構，該結構的採用，可以使下模工作部分不致於因承受巨大的壓力而損失，確保了模具強度的要求。
本發明與普通的模鍛技術相比，具有工序簡單、勞動強度低、降低能耗、節省原材料、材料利用率達90％以上、提高生產效率等優點，熱擠壓成形的全纖維組織汽車輪轂軸管具有晶粒細化、金相組織均勻、產品幾何尺寸精度高，因而增強了產品的機械性能，抗疲勞壽命提高一倍以上，延長了使用壽命。
具體實施例結合附圖及實例進一步說明本發明載重車用輪轂軸管全纖維鍛造成形工藝及模具的實施例。
圖1為本發明的工藝過程簡圖。
圖2為本發明的鍛擠成形模具的主視圖。
參見圖1、圖2，本發明在成形工序中所用的鍛擠成形模具的下模採用了預應力模具結構，下模主要由機座1、預應力外套2、頂杆3、凹模4、壓蓋5組成。上模由成形凸模6、法蘭成形壓頭7、連接杆8在模具於閉合狀態時組成。預應力外套2裝在機座1內，凹模4裝在預應力外套2內，頂杆3裝在凹模4內的機座1底面上，可上下移動，壓蓋5裝在機座1的上端面。成形凸模6裝在法蘭成形壓頭7內，成形凸模6的上端與連接杆8在模具處於閉合狀態時相接觸，法蘭成形壓頭7的上端裝在連接杆8上。其中法蘭成形壓頭7內裝有脫料裝置及排氣孔。
本發明載重車用輪轂軸管全纖維鍛造方法是將實心棒料加熱到1110-1180℃，依據體積不變原理，在壓型裝置內壓出所需的坯料，然後將坯料放入鐓擠成模內，隨著壓機下行，成形凸模和法蘭成形壓頭進入鐓擠成模內，初時，成形凸模與壞料先期接觸，因成形下模內已無金屬充填空間，坯料只有沿與凸模運動方向相反的方向流動，當坯料高度達到一定位置後，壓型衝開始與坯料接觸，鐓鍛法蘭，至此內孔除底部連皮外和法蘭已全部成形，取出鐓擠成形的工件，再放入反擠壓模具內，即可將內孔完全擠出。整個工藝流程中一次加熱可完全成形全纖維組織的空心汔車輪轂套管。
權利要求
1.一種載重車輪轂軸管全纖維鍛造成形工藝及模具，具有壓力機，工藝流程為下料→加熱→壓型→成形→衝孔→外表面處理→成品，其特徵是一次將下料後的實心棒材加熱至1110-1180℃，採用壓力機經過壓型、成形、衝孔，將工件壓製成沿軸向分布的全纖維組的全空芯載重車輪轂軸管毛坏。成形工序採用了新設計的鐓擠成形模具，該模具下模採用了預應力模具結構，衝孔工序採用了反擠壓裝置。
2.根據權利要求1的一種載重車輪轂軸管全纖維鍛造成形工藝及模具，其特徵是所述的鍛擠成形模具的下模主要由機座[1]，預應力外套[2]、頂杆[3]、凹模[4]、壓蓋[5]組成，上模由成形凸模[6]、法蘭成形壓頭[7]、連杆[8]組成，預應力外套2裝在機座[1]內，凹模[4]裝在預應力外套[2]內，頂杆[3]裝在凹模[4]內的機座[1]底面上，壓蓋[5]裝在機座[1]的上端面，成形凸模[6]裝在法蘭成形壓頭[7]內，成形凸模[6]的上端與連接杆[8]在模具處於閉合狀態時相接觸，法蘭成形壓頭[7]的上端裝在連接杆[8]上。
3.根據權利要求2的一種載重車輪轂軸管全纖維鍛造成形工藝及模具，其特徵是所述的法蘭成形壓頭[7]內裝有脫料裝置及排氣孔。
全文摘要
本發明涉及一種載重車用輪轂軸管的全纖維鍛造成形工藝及模具。其特點是採用實心捧料，一次加熱完成輪轂軸管外表面及深孔的擠壓成形，從而獲得沿軸向分布的全纖維金屬流線，內孔完全擠壓成形，不再機加工。與現有技術相比，具有節約能源，材料利用率高(達90％以上)，纖維組織免受破壞，尺寸準確，表面光潔度好，極大地提高了零件的機械性能，抗疲勞壽命提高一倍以上，此外模具結構合理、加工簡單、操作方便。
文檔編號B21K1/28GK1628921SQ200310110250
公開日2005年6月22日 申請日期2003年12月26日 優先權日2003年12月26日
發明者李克敏, 王玉林, 溫志高, 杜建波 申請人:李克敏, 王玉林, 溫志高, 杜建波