一種高效的汽車鏤空前軸鍛造方法與流程

2023-10-09 23:39:29 2

本發明屬於汽車前軸鍛造工藝技術領域。具體涉及一種汽車鏤空前軸高效率的鍛造工藝方法，通過鏤空前軸鍛造過程中加熱、輥鍛制坯、壓彎、熱切邊鐓平校正、衝孔校正等複合工藝來提高鍛造生產效率，減少鋼板位機加工量，減輕前軸重量，提高前軸使用壽命。

背景技術：

前軸是汽車底盤系統的重要安全零件，前軸的生產多採用熱模鍛的生產工藝或輥模鍛複合工藝。以輥模鍛複合工藝為例，前軸鍛造工藝流程：圓鋼加熱→輥鍛制坯→壓彎、預鍛、終鍛→熱切邊→熱校正。前軸鍛件經壓彎預終鍛後基本成型，傳統的前軸鍛造工藝中為了便於鋼板位角成型、便於拔模而設計了內外拔模角，外拔模角一般為3度、內拔模角一般為7度。經過切邊後的前軸兩端會隨著切邊上芯模的衝壓而變型，此刻瓜頭中心、鋼板位不在一條直線上，即前軸中心線偏移。最後一道工序是熱校正，因為熱校正模具的型腔是按照前軸鍛件局部適當放大設計的，所以熱校正模具保證了前軸的中心線。一般前軸在生產時，鋼板位正面外拔模處有6-8mm的機加工餘量、內拔模處有6-10mm加工餘量，造成人員、設備、刀具、材料的浪費。該工藝生產的前軸加工餘量大、毛坯偏重、鍛件中心線偏移量大，與國家倡導的前軸鍛件輕量化節能節材發展趨勢不符。

技術實現要素：

本發明的目的就是針對上述不足之處而提供一種高效汽車鏤空前軸的鍛造方法代替傳統前軸鍛造工藝，減少鋼板位內、外拔模處8mm和10mm的機加工餘量，達到免加工狀態，減輕前軸重量，提高前軸整體質量，提高前軸生產效率，避免人員、設備、刀具、材料的浪費，適合大批量高效生產汽車前軸的方法。

本發明的技術解決方案是：一種高效的汽車鏤空前軸鍛造方法，其特徵在於包括以下工藝步驟：

⑴採用輥鍛機將加熱圓鋼輥鍛制坯；

⑵採用500T壓力機將輥鍛坯在壓彎模中壓彎製成前軸毛坯；

⑶採用電動螺旋壓力機在預終鍛模具型腔內將前軸毛坯進行鍛製成前軸終鍛坯；

⑷採用2000T油壓機在切邊鐓平校正複合模具中將前軸鍛件周邊的飛邊進行熱切邊後進行鐓平校正；

⑸採用500T壓力機在衝孔校正複合模具中進行衝孔校正。

本發明的技術解決方案中所述的衝頭為1-5個，根據汽車前軸的鏤空個數確定。

本發明的技術解決方案中所述的瓜頭壓板的傾斜角度與汽車前軸瓜頭傾斜角度一致。

本發明的技術解決方案中所述的鋼板位下支塊通過連接螺母和定位鍵安裝在左右校正模上，可更換，左校正模與推送油缸連接。

本發明第（2）步驟中的壓彎為獨立的工序，設備採用500T壓力機，減少設備投入，提高整體鍛造生產效率，由28件/小時提高至34件/小時。

本發明第（4）步驟中的前軸切邊鐓平校正採用的是一套切邊鐓平校正複合模具，設備為2000T壓力機，切邊鐓平校正複合模具包括第一上模座、第一下模座、切邊上芯模、切邊刀口、推料裝置、兩個鋼板位壓板、兩個瓜頭壓板、四個鋼板位下支塊、斜銷裝置、左校正模、右校正模、移動導塊、導軌、接料支架、推動油缸等其它輔助配件；其中，切邊上芯模固定在第一上模座上，切邊刀口通過支板固定在第一下模座上，並且刀口下方留有一定高度的落料空間，方便推料裝置把落下的前軸推送至接料支架上，推料裝置可不固定在模具上，鋼板位壓板和瓜頭壓板固定在第一上模座上，四個鋼板位下支塊按產品形狀分別固定在左右校正模上；斜銷裝置固定在第一上模座上；右校正模固定在下模座上，左校正模固定在移動導塊上，移動導塊與推動油缸連接，導軌固定在第一下模座上，移動導塊與導軌配合；推動油缸推動移動導塊，通過導軌帶動左校正模移動與右校正模形成閉合狀態構成校正工位，第一上模座下壓，帶動鋼板位壓板、瓜頭壓板、斜銷裝置與左右校正模、鋼板位下支塊及前軸構成鐓平校正工位，下壓過程中斜銷裝置與左校正模接觸越來越緊密，在鐓平過程中使左右校正模緊密抱合；四個鋼板位下支塊和兩個鋼板位壓板表面形狀與鋼板位內、外拔模角鐓平設計尺寸一致；瓜頭壓板角度與前軸瓜頭角度一致。鐓平後汽車前軸鋼板位上下面為平面，免機加工。鐓平採用抱鐓方式，左右校正模型腔與汽車前軸外形一致。

本發明第（5）步驟中的前軸衝孔校正採用一套衝孔校正複合模具，製成鏤空前軸鍛件。設備為500T壓力機；衝孔校正複合模具包括第二上模、第二下模、衝頭、衝頭模座、彈簧或氣缸頂杆；其中，衝頭固定在500T壓力機的衝頭模座上；彈簧裝於彈簧導柱上或用氣缸頂杆，位於第二上模與衝頭模座之間，第二上模、第二下模和彈簧或氣缸頂杆構成衝孔校正工位。

本發明具有先進性和創造性，其表現在：

1. 前軸採用鏤空減重設計，減輕汽車前軸重量。

2. 壓彎工序配置專用壓機，提升整體鍛造節拍，由28件/小時提升至34件/小時。

3. 利用2000T液壓機對前軸進行熱切邊、鋼板位鐓平和中心線校正，減少設備投入（20%）、節約模具成本（40%）、減輕鍛件重量（8%）、節約刀具成本（40%）、減少人工成本（20%）。

4. 衝孔校正複合模具，減少模具及設備投入、減輕鍛件重量。

附圖說明

圖1為鏤空（2孔）前軸示意圖。

圖2為鏤空（3孔）前軸示意圖。

圖3為鏤空（5孔）前軸示意圖。

圖4為傳統的前軸鋼板位示意圖。

圖5、6為切邊鐓平校正複合模具截面示意圖。

圖7為衝孔校正複合模具截面示意圖。

圖8為鐓平後前軸鋼板位截面示意圖。

圖示編號零部件名稱：1.接料支架、2.推送油缸、3.左校正模、4.右校正模、5.鋼板位下支塊、6.斜銷、7.鋼板位壓板、8.瓜頭壓板、9.推料裝置、10.上模、11.下模、12.衝頭模座、13.衝頭、14.彈簧、15.彈簧導柱。

具體實施方式

下面結合附圖對具體實施方式進行詳細描述。

圖1至圖3分別為鏤空2孔、3孔和5孔的前軸示意圖。前軸鏤空的形式可以是「O」型孔，也可以是矩形孔，也可以是不規則的孔等等。這些鏤空的形狀和位置主要取決於前軸受力情況而定，本方法適用於所有形式的鏤空前軸。

本發明高效鏤空汽車前軸的鍛造方法包括以下工藝步驟。

⑴將圓鋼在中頻加熱爐加熱至1100-1250℃後，用輥鍛機將加熱圓鋼輥鍛制胚。

⑵採用500T壓力機將輥鍛直胚在壓彎模中壓彎製成前軸毛坯。

⑶採用16000T電動螺旋壓力機在預終鍛模具型腔內將前軸毛坯進行鍛造製成前軸終鍛胚。

⑷採用2000T油壓機在切邊鐓平校正複合模具中將前軸鍛件周邊的飛邊進行熱切邊後進行鐓平校正；切邊鐓平校正複合模具包括第一上模座、第一下模座、兩個鋼板位壓板7、兩個瓜頭壓板8、四個鋼板位下支塊5、斜銷裝置6、左校正模3、右校正模4、移動導塊、導軌、接料支架1、推動油缸2，如圖5、圖6所示；其中，鋼板位壓板7和瓜頭壓板8、斜銷裝置6固定在第一上模座上，接料支架1安裝在第一下模座上，位於左校正模3與右校正模4中間，鋼板位下支塊5分別固定在左校正模3和右校正模4上；右校正模4固定在第一下模座上，左校正模3連接在移動導塊上，移動導塊與推動油缸2連接，導軌固定在第一下模座上，移動導塊與導軌配合；推動油缸2推動移動導塊，通過導軌帶動左校正模3移動與右校正模4形成閉合狀態構成校正工位，第一上模座下壓，帶動鋼板位壓板7、瓜頭壓板8、斜銷裝置6與左右校正模、鋼板位下支塊5及前軸構成鐓平校正工位，下壓過程中斜銷裝置6與左校正模3接觸越來越緊密，使左校正模3和右校正模4在鐓平過程中始終抱合；四個鋼板位下支塊5和兩個鋼板位壓板7表面形狀與鋼板位內、外拔模角鐓平設計尺寸一致；瓜頭壓板8角度與前軸瓜頭角度一致，防止鋼板位鐓平時前軸受力瓜頭上抬。最後由機械手將鍛件轉移至下道序。

前軸鋼板位處內外拔模角可以通過圖4和圖8直觀的看出鐓平前後加工量的區別。

傳統前軸鋼板位如圖4所示。鋼板位正面處「尺寸17」以上的部分是需要加工的尺寸，機加工需要兩刀完成銑平面，鋼板位背面處「尺寸17」以下至「尺寸（62）」類似於三角形的區域為需要機加工的部分，單邊需要一刀完成，共四刀完成。

本發明墩平後前軸鋼板位截面如圖8所示。相對現有工藝可減少鋼板位內、外拔模處8mm和10mm的機加工餘量。

⑸採用500T壓力機在衝孔校正模上進行衝孔校正，製成鏤空前軸鍛件；衝孔校正複合模具包括第二上模10、第二下模11、衝頭模座12、衝頭13、彈簧14或氣缸頂杆、彈簧導柱15，如圖7所示；其中，衝頭13固定在500T壓力機的衝頭模座12上；彈簧14裝於彈簧導柱15上或用氣缸頂杆，位於第二上模10與衝頭模座12之間，第二上模10、第二下模11和彈簧14或氣缸頂杆構成衝孔校正工位。衝孔時第二上模10與第二下模11將前軸抱合在型腔內，衝頭模座12帶動衝頭13繼續下壓進行衝孔，其中衝頭13穿過第二上模10，第二上模10與衝頭模座12通過彈簧14及彈簧導柱15配合，留有一定的下壓量，衝孔後衝頭模座12上行時由彈簧14或氣缸頂杆吧衝頭13與前軸分開。

本發明具有以下特點：（1）適應所有鏤空前軸型號，減輕汽車前軸重量；（2）提高整體鍛造速度；（3）鍛件尺寸精度提高；（4）以少量設備和模具投入完成複雜前軸的鍛造生產；（5）鋼板位鐓平減少鍛件機加量，節約刀具成本。