【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车半轴，特别涉及一种汽车半轴的摆辗成形方法和墩粗模具，本专利技术能够精密的成形不同材料、不同尺寸的汽车半轴，可精确完成成形过程中坯料的设计以及工艺参数的选取，提高材料的利用率和效率，节省成本，此外，还可避免成形过程中压柱失稳、半轴盘飞边过大等缺陷的出现。
技术介绍
1、汽车半轴是车轮转动的直接驱动件，是传递扭矩的一个重要零件。现阶段的半轴的加工工艺如下：1对进厂原材料进行下料，2锻造，3校正，4锯总长，5粗车，6调质，7校正，8劈总长，9钻中心孔，10半精车，11精车，12铣齿，13表面中频热处理，14回火，15精校正，16精抛丸，17精车盘，18钻孔，19车螺纹，20磨轴颈，21磁粉探伤，22总检。锻造工序通常分为三步，依次包括中频加热工序、墩粗工序和摆碾工序；中频加热后立即进行墩粗工序，墩粗工序后立即进行摆碾工序。在墩粗工序会用到墩粗装置，墩粗装置通常包括液压冲床、墩粗模具和其他辅助结构构成。墩粗模具包括上模、下模和压柱。
2、如申请号为cn202211561270.0的专利公开了一种半轴的墩粗装置，包括液压冲床、墩粗模具、喷雾结构、合模锁紧结构、冷却水喷头和合模油缸，所述墩粗模具包括上模和下模，所述下模设于液压冲床的工作台上，所述上模位于下模的正上方且其能由液压冲床驱动上下运动，所述液压冲床的冲头与棒料同轴设置且其位于上模的正上方，所述下模由前后相对设置且相互配合的两个半模构成，后侧的半模固定在工作台上，前侧的半模转动设于工作台或后侧的半模上且其与工作台之间铰接有合模油缸；所述工作台上设有将两个
3、所述下模的模腔由下至上依次分为下通孔、直墩粗成型模腔和下锥形墩粗成型模腔，所述上模为圆管状结构且其模腔由下至上依次分为锁紧腔、上墩粗成型模腔和上通孔，所述下通孔、直墩粗成型模腔、下锥形墩粗成型模腔、锁紧腔、上墩粗成型模腔和上通孔均与棒料同轴设置，所述下通孔、直墩粗成型模腔和上通孔均为圆孔，所述下锥形墩粗成型模腔为由下至上逐渐增大的锥孔，所述上墩粗成型模腔为由上至下逐渐增大的锥孔，所述下通孔的内径与棒料的直径配合，所述锁紧腔的内径与锁紧凸台的直径配合，所述上通孔的内径与压柱的直径配合，所述直墩粗成型模腔、下锥形墩粗成型模腔和上墩粗成型模腔形成墩粗模具的模腔且其分别用于成型直墩粗段、下锥形墩粗段和上锥形墩粗段。
4、摆辗成形是一种塑性成形新工艺，采用该方式生产产品的精度以及质量优异，特别适合于盘类部件的加工，被广泛用于汽车半轴的生产制造中。然而，目前汽车半轴摆辗成形工艺在实际生产中往往因为工艺设计不合适、参数选取不当以及坯料设计不标准等而导致产品出现质量差、生产效率低、质量差距性明显等问题。这些问题极大的限制了汽车半轴的摆辗成形工艺，如何高效、精确的制备汽车半轴成为目前继续解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决前述问题，本专利技术实施例提供了一种汽车半轴的摆辗成形方法和墩粗模具，通过分析建立了原始毛坯和预锻模具尺寸以及形状的设计方法，并基于传热学以及力学理论提供了成形过程中各个参数的选取条件，完成了汽车半轴的摆辗精密成形。通过该方法可以高效率、高精度以及高质量的完成汽车半轴的成形，有效避免了成形过程中材料的浪费以及锻造缺陷的产生。所述技术方案如下：
2、一方面，本专利技术实施例提供了一种汽车半轴的摆辗成形方法，包括加热、墩粗和摆碾工序，墩粗工序使用的墩粗模具包括上模、下模和压柱，所述上模的模腔为锥台结构，所述下模的模腔为阶梯结构，摆碾工序使用的摆碾模具包括下模具和摆头上的上模具；
3、在加热工序：
4、加热长度h由式 ⅰ得到：
5、h=h1( ⅰ)；
6、加热温度t由式 ⅱ得到：
7、( ⅱ)；
8、其中，c为材料的比热容，m为材料的质量，t为所需要加热的温度，p为中频感应加热炉的功率，为中频感应加热炉的效率；
9、在墩粗工序：
10、锥台结构的高度h0由式 ⅲ得到：
11、( ⅲ)；
12、上模的高度h1由式 ⅳ和ⅴ得到：
13、( ⅳ)；
14、( ⅴ)；
15、压柱的直径d由式 ⅵ和ⅶ得到：
16、( ⅵ)；
17、( ⅶ)；
18、压柱的速度v1和加工时间t1由式 ⅷ得到：
19、( ⅷ)；
20、其中，锥台结构的高径比为2.5-3.5以下，d1为锥台结构顶部的直径，d1为锥台结构底部的直径，为锥台结构的锥角且其为55-75°，v半轴盘为盘部的体积，v阶梯台阶为阶梯结构的体积，e为棒料的弹性模量，k为棒料的最大剪切应力，d为棒料的直径，n为棒料总体辐射、对流以及热传导综合作用下的散热系数，l为压柱的长度，t初始为墩粗的初始温度，t锻造相变温度为锻造相变温度，为1.0-1.5mm，l=h1+(30-50)mm，h1为阶梯结构上部阶梯的高度且其为10-30mm，h2为阶梯结构下部阶梯的高度且其为40-60mm，阶梯结构的台阶角度为120°；
21、在摆碾工序：
22、工件与下模具之间的装配间隙设计为0.5-1.0mm，所述摆头的倾角为2-3°，所述摆头的转速为200-300r/min，所述摆头的进给速度为0.5-3.5mm/s。
23、其中，汽车半轴的体积v汽车半轴由式 ⅸ得到：
24、( ⅸ)；
25、棒料的直径d由式 ⅹ得到：
26、( ⅹ)。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.汽车半轴的摆辗成形方法，包括加热、墩粗和摆碾工序，墩粗工序使用的墩粗模具包括上模、下模和压柱，所述上模的模腔为锥台结构，所述下模的模腔为阶梯结构，摆碾工序使用的摆碾模具包括下模具和摆头上的上模具；其特征在于，
2.根据权利要求1所述的汽车半轴的摆辗成形方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的汽车半轴的摆辗成形方法，其特征在于，墩粗工序前，对墩粗模具进行预热，预热温度为200±10℃。
4.根据权利要求1所述的汽车半轴的摆辗成形方法，其特征在于，在摆碾工序前，对下模具进行预热，预热温度为230±10℃。
5.根据权利要求1所述的汽车半轴的摆辗成形方法，其特征在于，墩粗工序与摆碾工序之间的间隔小于2s。
6.根据权利要求1所述的汽车半轴的摆辗成形方法，其特征在于，在墩粗工序，采用石墨水悬浮液对墩粗模具的内壁进行润滑；在摆碾工序，采用石墨水悬浮液对下模具的内壁进行润滑。
7.一种汽车半轴墩粗模具，包括上模、下模和压柱，所述上模的模腔为锥台结构，所述下模的模腔为阶梯结构；其特征在于，
【技术特征摘要】
1.汽车半轴的摆辗成形方法，包括加热、墩粗和摆碾工序，墩粗工序使用的墩粗模具包括上模、下模和压柱，所述上模的模腔为锥台结构，所述下模的模腔为阶梯结构，摆碾工序使用的摆碾模具包括下模具和摆头上的上模具；其特征在于，
2.根据权利要求1所述的汽车半轴的摆辗成形方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的汽车半轴的摆辗成形方法，其特征在于，墩粗工序前，对墩粗模具进行预热，预热温度为200±10℃。
4.根据权利要求1所述的汽车半轴的摆辗成形方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪胜利，
申请(专利权)人：湖北神力汽车零部件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。