整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法技术

本发明专利技术公开了一种整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法，为克服空心件辊锻制坯的管壁增厚、壁厚不均匀的问题，本发明专利技术所述的方法的步骤:1)下料；2)加热；3)辊锻制坯：在辊锻机上并采用芯模进行两道次辊锻成形与一道次整形辊锻：(1)第一道次辊锻成形；辊锻机锻辊旋转一周完成管坯(5)右端第一道次辊锻成形，方形管辊锻成椭圆形截面管，同时管坯(5)与芯模(6)分离；(2)第二道次辊锻成形：椭圆形截面管辊锻成圆形管；(3)整形辊锻；(4)将经过整形辊锻的管坯(5)旋转180度，夹钳夹住管坯(5)的右端，以相同方法辊锻成形管坯(5)未成形的左端即钳口开始时夹持的一端；4)空冷；5)校直；6)定尺切割两端头。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属塑性成形
的一种加工方法，更确切地说，本专利技术涉及一种针对载重汽车整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法。
技术介绍
汽车制造业是我国国民经济支柱产业，而载重汽车驱动桥又是汽车重要零部件。据相关调查显示：每减1％的车身重量就会减少0.6％～1.0％的耗油量，因此汽车零件的薄壁化、中空化是汽车轻量化生产发展的方向，这就要求汽车每个零部件在满足强度和刚度的条件下尽可能轻量化。驱动桥主要承担驱动、承载、制动的功能，是汽车的主要零部件之一，目前整体驱动桥壳体主要的制造工艺有铸造壳体、冲-焊壳体、内高压成形壳体、整体胀形挤压壳体。铸造成形一般用铸铁或铸钢铸造成桥壳本体，再将半轴套管压入桥壳两端，其壁厚可变，强度、刚度好，但整体质量大、废品率高、污染严重，不适合汽车轻量化生产；冲焊壳体主要是将两块钢板分别冲压成半桥壳，再将两个半桥壳对焊在一起，其质量轻、易于自动化生产、强度好，但工序多，材料利用率低，常出现漏油、断裂等现象；内高压成形壳体是将大直径钢管两端缩径，再内高压成形中间凸包部分，其材料利用率高，重量轻，工序少、可成形复杂形状，但投资大，成形困难，生产率低，应用于中、轻型汽车；整体胀形挤压壳体是将无缝钢管两端轴头部分挤压成半轴套管，中间热胀中心孔，这种桥壳与铸造、冲焊桥壳相比可满足桥壳轻量化要求，与冲焊成形相比减少了焊缝和机加工可提高材料利用率，简化工艺流程，提高机械性能，与内高压成形相比设备成本低，易于成形，因此整体胀形挤压成形的驱动桥壳体将会广泛的应用于实际生产中。整体胀形挤压壳体常采用方形管坯来成形，这样轴头处必须变成圆形。由于方管四个棱角处变形量大，变形不稳，直接用方管挤压缩径难度大，极易出现轴向失稳，因此可先将方截面变成光滑的圆截面再进行挤压缩径成形半轴部分。常见的空心件成形工艺有旋压、径向锻造、拉拔等，这些工艺设备成本高，而辊锻制坯效率高，设备投资低，且适用于大塑性变形，可以获得挤压轴头所需的形状和尺寸精度较高的理想圆管形坯料，使轴头端的挤压成为可能。本项专利技术就是为挤压轴头提供理想的圆形管状坯料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的空心件辊锻制坯的管壁增厚、壁厚不均匀的问题，提供了一种整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻
制坯方法。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法包括步骤如下:1)下料；2)加热；3)辊锻制坯：在辊锻机上并采用芯模进行两道次辊锻成形与一道次整形辊锻：(1)第一道次辊锻成形辊锻机械手钳口夹住管坯的左端并将管坯的右端套在第一道次芯模的外表面上，同时管坯与第一道次辊锻模具定位即管坯的右端送入第一道次辊锻模具内，其中第一道次芯模位置固定且与锻辊垂直，辊锻机锻辊旋转一周完成管坯右端的第一道次辊锻成形，方形管辊锻成椭圆形截面管，同时管坯与第一道次芯模分离；(2)第二道次辊锻成形辊锻机械手将第一道次辊锻件平移至第二个工位，夹钳将第一道次辊锻件沿其轴线旋转90°，套在第二道次芯模并与第二道次辊锻模具定位，锻辊旋转一周完成第二道次辊锻成形，椭圆形截面管辊锻成圆形管；(3)整形辊锻辊锻机械手再将第二道次辊锻件平移至第三个工位，夹钳将第二道次辊锻件沿轴线旋转90°，套在整形辊锻芯模并与整形辊锻的辊锻模具定位，锻辊旋转一周完成整形辊锻，消除第二道次成形圆形截面管时辊缝处形成的金属凸起；(4)将经过整形辊锻的辊锻件放在落料台上旋转180度，机械手夹钳夹住管坯的右端，以相同的方法步骤辊锻成形管坯未成形的左端，得到管坯左、右两端均整形的辊锻件；4)空冷；5)校直；6)定尺切割两端头。技术方案中所述的下料是指：根据要加工成的整体驱动桥壳体的最大方形截面确定管坯的规格，采用带锯机将热轧方形无缝钢管切割成要求尺寸的管坯，所述的要求尺寸的管坯长为L4，L4＝a+b+2c式中：a为根据体积不变定律确定的管坯长度尺寸，单位为mm；b为考虑加工余量所对应的管坯长度尺寸，单位为mm；c为辊锻过程管坯端部夹钳部位需要的长度尺寸，一般为20mm～50mm。技术方案中所述的加热是指：采用中频感应加热炉分别将切割好的管坯左、
右各长为L0的两端加热到始锻温度，通常1000℃～1200℃；其中：L0＝d+e+(20～50)mm，d为需要变圆管区段的方管长度，单位为mm；e为过渡区对应的方管长度，单位为mm。技术方案中所述的空冷是指：辊锻机械手将左、右两端均整形的辊锻件放置在空气中自然冷却。技术方案中所述的校直是指：辊锻机械手将经空冷处理的辊锻件放在全自动校直机上，全自动校直机的夹持装置将经空冷处理的辊锻件两端夹紧，自动将辊锻件校直。技术方案中所述的定尺切割两端头是指：采用带锯机分别切割校直后的辊锻件的左、右两端，保证左、右两端圆截面管段长度均为L1，得到最终的辊锻件。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：1.本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法与常见的空心件辊锻制坯工艺相比多了个芯模，通过芯模与上、下辊锻模之间的间隙得到所需形状尺寸的产品。2.本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法可以有效解决厚壁空心件辊锻过程出现的管壁增厚、壁厚不均匀问题，对于载重车驱动桥壳毛坯的制备有着重要意义，有利于汽车轻量化生产。3.本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法材料利用率高，辊锻稳定性和成形精度高于厚壁空心件无芯模辊锻制坯，有利于零部件轻量化生产。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：图1是本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法的示意图；图2-a是本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法所加工的某载重车驱动桥壳的主视图；图2-b是本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法所加工的某载重车驱动桥壳的左视图；图3是本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法中要制备的坯料的主视图；图4-a是图3中A-A处坯料的剖面图；图4-b是图3中B-B处坯料的剖面图；图5-a是本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法成形
某载重车整体式桥壳的实施例中所采用的管坯的主视图；图5-b是图5-a中C-C处管坯的剖面图；图6-a是本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法所采用的第一道次辊锻模具的主视图；图6-b是图6-a中D向第一道次辊锻模具的上模的向视图；图6-c是图6-a中E-E处第一道次辊锻模具的剖面图；图7-a是本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法的第一道次辊锻件的主视图；图7-b是图7-a中F-F处第一道次辊锻件的剖面图；图7-c是图7-a中G-G处第一道次辊锻件的剖面图；图8-a是本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法所采用的第二道次辊锻模具的主视图；图8-b是图8-a中H向第二道次辊锻模具的上模的向视图；图8-c是图8-a中I-I处第二道次辊锻模具的剖面图；图9是本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法的辊锻制坯过程中所采用整形道次芯模的主视图；图10-a是本专利技术所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法有芯模辊锻件的圆截面处的剖面图；图10-b是本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法,其特征在于,所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法包括步骤如下:1)下料；2)加热；3)辊锻制坯：在辊锻机上并采用芯模进行两道次辊锻成形与一道次整形辊锻：(1)第一道次辊锻成形辊锻机械手钳口夹住管坯(5)的左端并将管坯(5)的右端套在第一道次芯模(6)的外表面上，同时管坯(5)与第一道次辊锻模具定位即管坯(5)的右端送入第一道次辊锻模具内，其中第一道次芯模(6)位置固定且与锻辊垂直，辊锻机锻辊旋转一周完成管坯(5)右端的第一道次辊锻成形，方形管辊锻成椭圆形截面管，同时管坯(5)与第一道次芯模(6)分离；(2)第二道次辊锻成形辊锻机械手将第一道次辊锻件平移至第二个工位，夹钳将第一道次辊锻件沿其轴线旋转90°，套在第二道次芯模并与第二道次辊锻模具定位，锻辊旋转一周完成第二道次辊锻成形，椭圆形截面管辊锻成圆形管；(3)整形辊锻辊锻机械手再将第二道次辊锻件平移至第三个工位，夹钳将第二道次辊锻件沿轴线旋转90°，套在整形辊锻芯模并与整形辊锻的辊锻模具定位，锻辊旋转一周完成整形辊锻，消除第二道次成形圆形截面管时辊缝处形成的金属凸起；(4)将经过整形辊锻的辊锻件放在落料台上旋转180度，机械手夹钳夹住管坯的右端，以相同的方法步骤辊锻成形管坯(5)未成形的左端，得到管坯(5)左、右两端均整形的辊锻件；4)空冷；5)校直；6)定尺切割两端头。...

【技术特征摘要】
1.一种整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法,其特征在于,所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法包括步骤如下:1)下料；2)加热；3)辊锻制坯：在辊锻机上并采用芯模进行两道次辊锻成形与一道次整形辊锻：(1)第一道次辊锻成形辊锻机械手钳口夹住管坯(5)的左端并将管坯(5)的右端套在第一道次芯模(6)的外表面上，同时管坯(5)与第一道次辊锻模具定位即管坯(5)的右端送入第一道次辊锻模具内，其中第一道次芯模(6)位置固定且与锻辊垂直，辊锻机锻辊旋转一周完成管坯(5)右端的第一道次辊锻成形，方形管辊锻成椭圆形截面管，同时管坯(5)与第一道次芯模(6)分离；(2)第二道次辊锻成形辊锻机械手将第一道次辊锻件平移至第二个工位，夹钳将第一道次辊锻件沿其轴线旋转90°，套在第二道次芯模并与第二道次辊锻模具定位，锻辊旋转一周完成第二道次辊锻成形，椭圆形截面管辊锻成圆形管；(3)整形辊锻辊锻机械手再将第二道次辊锻件平移至第三个工位，夹钳将第二道次辊锻件沿轴线旋转90°，套在整形辊锻芯模并与整形辊锻的辊锻模具定位，锻辊旋转一周完成整形辊锻，消除第二道次成形圆形截面管时辊缝处形成的金属凸起；(4)将经过整形辊锻的辊锻件放在落料台上旋转180度，机械手夹钳夹住管坯的右端，以相同的方法步骤辊锻成形管坯(5)未成形的左端，得到管坯(5)左、右两端均整形的辊锻件；4)空冷；5)校直；6)定尺切割两端头。2.按照权利要求1所述的整体胀形挤压驱动桥壳体方变圆辊锻制坯方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：于鸣，王兴改，刘永红，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22