汽车前轴辊锻模锻复合工艺制造技术

本发明专利技术是一种汽车前轴生产新工艺。该工艺融合了辊锻和模锻工艺的各自优点，采用特殊的截面即礼帽形型槽，拳头部位设计成类椭圆形型槽，并设置反向倾角、弯曲承击块和略大的型槽、切边和校正在同一台设备上进行等一系列先进技术措施，使本发明专利技术具有投资少、模具寿命长、生产效率高、产品质量好等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术属于金属制品的锻造和轧制技术，是一种汽车前轴生产新工艺。辊锻和模锻是近几十年来得到广泛应用的锻造工艺。目前，国内外汽车前轴生产工艺有一汽汽车集团和东风汽车公司的热模锻工艺、济南重汽的模锻锤生产工艺和我公司(原名湖北省谷城汽车配件厂)的成型辊锻工艺，但用低吨位设备整体辊锻模锻汽车前轴还未见报道。目前，国内汽车前轴生产工艺具有代表性的主要有以下几种1. 125MN热模锻压力机生产工艺先采用辊锻制坯，然后在热模锻压力机上预锻终锻成形，其生产率高，锻件质量好，但投资大，设备结构复杂，工艺装备制造周期长。这种工艺也是国外普遍采用的技术。2. 160KN模锻锤生产工艺采用模锻锤锻压成形，该工艺虽锻件质量好，但其投资较大，劳动条件差，能耗高，噪音大，工人劳动强度高。3.我公司获国家专利的汽车前轴成型辊锻工艺该工艺的前轴生产从制坯、预成形到终成形均采用辊锻工艺。其投资少、生产率高，适应大批量、多品种生产，但其锻件长度波动大，拳头角度不易控制，局部充型不饱满，外观质量差。本专利技术的目的是克服成型辊锻工艺生产的产品局部及外观质量差和模锻工艺投资大能耗高等缺点，发挥辊锻和模锻对产品不同区段的最佳成形效果，形成一种产品质量好、设备及模具投资少、材料利用率高、模具使用寿命长、少污染、能耗低、转产换型快、生产效率高、适合多品种大批量生产的汽车前轴辊锻模锻复合工艺。本专利技术是在我公司1987年申请的“汽车前轴成型辊锻工艺”专利(ZL87106374)基础上的进一步完善和发展，并从1992年开始成功地应用于汽车前轴生产。本专利技术的技术方案是采用辊锻模锻复合工艺生产汽车前轴，首先采用辊锻工艺，使锻件中间工字形部分及钢板座区段辊锻成形，拳头至钢板座区段辊制成有少量终锻余量的初成型毛坯，然后采用模锻工艺对辊锻件进行整体弯曲，并对两端拳头至钢板座区段模锻成形，最后进行切边和热校正；制坯模采用了特殊的截面即礼帽形型槽，并在其上刻有阻力槽；辊锻前滑值取0.5～1.5％；在辊锻工艺过程中的预成形及局部终成形时，分别在后壁易成形区各成形一个拳头，并去掉预成形辊锻模的前壁以适应毛坯的长度变化；采用上压力轧制方式，并在辊锻机后方设置接料工作台；在辊锻工艺过程中的预成形及局部终成形时，在预成形和局部终成形模膛拳头部位设计了反向倾角，将辊锻模拳头设计成外倾4～20°角度；在辊锻模中将拳头部位设计成类椭圆形型槽，中心向左右延伸2～12mm；在终锻模上设计有局部开式飞边槽结构和弯曲承击块；终锻模工字部区段设计成比实际辊锻件尺寸略大的型槽；切边模及校正模设计并制造成复合式落料结构，将切边模和校正模设计为一体，切边采用落料式结构，切边和校正在同一台设备上进行。工艺流程如下1.下料；2.加热；3.局部成形辊锻经制坯、预成形、局部终成形三道次辊锻；4.弯曲终锻对辊锻件打弯、两端拳头至钢板座区段模锻成形；5.切边校正对锻件进行整体切边和热校正；6.热处理；7.检验。采用辊锻模锻复合工艺生产汽车前轴，综合了辊锻工艺投资少、生产率高和模锻工艺产品质量好的优点，对锻件易成形区段采用辊锻工艺，对其他区段采用模锻工艺，汲取了辊锻和模锻工艺的各自优点；制坯模采用了特殊的截面即礼帽形型槽，并在其上刻有阻力槽，解决了辊锻中产生的不均匀变形，并达到展宽要求；辊锻前滑值取0.5～1.5％，以适应辊锻各道次的周期啮合；在辊锻工艺过程中的预成形及局部终成形时分别在后壁易成形区各成形一个拳头，并去掉预成形辊锻模的前壁，适应了毛坯的长度变化，与未预先成形两个拳头的工艺相比，模具寿命长、生产效率高；在预成形和局部终成形模膛的拳头部位设置反向倾角，解决了打弯后毛坯拳头角度大而影响终锻时拳头成形的问题；拳头部位设计成类椭圆形型槽，解决了毛坯长度波动影响终锻时拳头成形的问题；在终锻模上设计弯曲承击块，保证了毛坯在弯曲终锻时达到形状要求；在终锻模上设计局部开式飞边槽结构，保证了锻件的良好成形；终锻模工字部区段设计成比实际辊锻件尺寸略大的型槽减少了成形面积，进一步适应了在低吨位设备情况下，使毛坯能够良好成形；切边和校正在同一台设备上进行，使工艺流程更为紧凑，操作更为方便，且减少一台设备，投资更少。模具设计步骤如下1.根据零件图绘制锻件图及热辊锻件图；2.选择原材料规格及辊锻道次；3.局部终成形辊锻模的设计；4.预成形辊锻模的设计；5.制坯辊锻模的设计；6.弯曲终锻模的设计；7.整体切边校正模的设计。本专利技术主要技术经济指标该工艺投资少、生产率高、锻件质量好，适应于1.5～6.5T级各类汽车前轴生产。1.前轴锻件精度和外观质量达到和优于GB12362规定。2.关键质量项目—前轴弯曲疲劳寿命达到并超过100万次，优于国家标准和日本日产柴标准。3.材料利用率85～92％，比热模锻压力机生产工艺69％节材20％左右。4.年产量6万件(单班)，年节约钢材990T以上，价值300万元以上。5.生产节拍2min/件。6.模具寿命辊锻模寿命1～1.5万件，终锻模寿命4～5万件。7.总体技术水平处于国内同行业领先水平。由于采用辊锻模锻复合工艺，即发挥了辊锻工艺投资少，设备吨位低，工字区段成形好的优点，又针对两端拳头至钢板位区段部位采用模锻工艺，解决了成形质量问题，同时采取预先成形拳头、去掉辊锻模前壁、拳头部位预设反向倾角、拳头中心延伸、终锻模设置弯曲承击台和设计局部开式飞边槽结构、工部位型腔设计成比锻件尺寸略大的型槽等一系列技术措施，使本专利技术具有投资少、模具寿命长、生产效率高、产品质量好的优点。说明书附图附图说明图1局部终成形热辊锻件2预成形辊锻件3制坯辊锻件4局部终成形辊锻模图及截面5预成形辊锻模图及截面6制坯辊锻模图及截面7终锻模简图实施举例以EQ1061型汽车前轴为例对本专利技术加以说明，该前轴辊锻模锻复合工艺流程如下1.下料采用GC4035带锯床，切割φ120圆钢，长度为675±2mm；2.加热采用KGPS250-1中频感应加热装置；3.局部成形辊锻采用D42-800辊锻机，制坯、预成形、局部终成形三道次辊锻，辊锻机参数辊锻力≥4MN，辊锻力矩≥0.4MNm，转速≥10转/分，电机功率≥245KW；4.弯曲终锻采用J53-2500摩擦压力机对辊锻件打弯、两端拳头至钢板座区段模锻成形；5.切边校正采用J53-1600摩擦压力机进行整体切边和热校正；6.热处理调质硬度HRC23～30；7.检验。模具的设计1.根据零件图绘制锻件图①选择分模面②确定加工余量和公差③确定拔模斜度④计算辊锻件展开长度⑤绘制辊锻件图分模面、加工余量及公差，辊锻工艺拔模斜度的选取原则与模锻工艺相同。由锻件图展开成辊锻件图主要在于中性层系数的选取，本专利技术的各类前轴中性层系数选定为0.33，为了解决打弯时拳头倾角不易控制，将辊锻件拳头设计成反向倾斜4～20°角，确保打弯后角度适应终锻模并符合锻件要求，拳头部位设计成类椭圆形，中心向左右延伸2～12mm，见图1中的(1)处，(2)为钢板座。热辊锻件图如图1。2.选择原材料规格及辊锻道次①绘制锻件截面图从截面图可以确定锻件最大及最小截面积，各区段体积及总体积，锻件纵向变化情况。②原材料规格确定F0＝k*FmaxF0为毛坯截面积，K为截面增大系数，Fmax为辊锻件最大截面积d0=4F0/&pi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车前轴辊锻模锻复合工艺，采用辊锻工艺，使锻件中间工字形部分及钢板座区段辊锻成形，拳头至钢板座区段辊制成有少量终锻余量的初成型毛坯，然后采用模锻工艺对辊锻件进行整体弯曲，并对两端拳头至钢板座区段模锻成形，最后进行切边和热校正；制坯模采用了特殊的截面即礼帽形型槽，并在其上刻有阻力槽；辊锻前滑值取０．５～１．５％；在预成形和局部终成形辊锻时，分别在后壁易成形区各成形一个拳头，并去掉预成形辊锻模的前壁，以适应毛坯的长短变化；采用了上压力轧制方式，并在辊锻机后方设置接料工作台；该工艺的特征是： ①将辊锻件中拳头设计成类椭圆形，中心左右延伸２～１２ｍｍ； ②在终锻模上设计有局部开式飞边槽和弯曲承击块； ③辊锻模拳头部位设计成反向倾斜４～２０°角； ④终锻模工字部区段设计成比实际辊锻件尺寸略大的型槽； ⑤切边模及校正模设计并制造成复合式落料结构，切边和校正在同一台设备上进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种汽车前轴辊锻模锻复合工艺，采用辊锻工艺，使锻件中间工字形部分及钢板座区段辊锻成形，拳头至钢板座区段辊制成有少量终锻余量的初成型毛坯，然后采用模锻工艺对辊锻件进行整体弯曲，并对两端拳头至钢板座区段模锻成形，最后进行切边和热校正；制坯模采用了特殊的截面即礼帽形型槽，并在其上刻有阻力槽；辊锻前滑值取0.5～1.5％；在预成形和局部终成形辊锻时，分别在后壁易成形区各成形一个拳头，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢家洲，陈昌银，黄致远，张金刚，肖洪庆，王峥嵘，金永洪，王吟洪，邓正友，李宗林，柳家君，王志坚，
申请(专利权)人：湖北三环车桥有限公司，
类型：发明
国别省市：42[中国|湖北]