一种高效的汽车镂空前轴锻造方法与流程

本发明属于汽车前轴锻造工艺技术领域。具体涉及一种汽车镂空前轴高效率的锻造工艺方法，通过镂空前轴锻造过程中加热、辊锻制坯、压弯、热切边镦平校正、冲孔校正等复合工艺来提高锻造生产效率，减少钢板位机加工量，减轻前轴重量，提高前轴使用寿命。

背景技术：

前轴是汽车底盘系统的重要安全零件，前轴的生产多采用热模锻的生产工艺或辊模锻复合工艺。以辊模锻复合工艺为例，前轴锻造工艺流程：圆钢加热→辊锻制坯→压弯、预锻、终锻→热切边→热校正。前轴锻件经压弯预终锻后基本成型，传统的前轴锻造工艺中为了便于钢板位角成型、便于拔模而设计了内外拔模角，外拔模角一般为3度、内拔模角一般为7度。经过切边后的前轴两端会随着切边上芯模的冲压而变型，此刻瓜头中心、钢板位不在一条直线上，即前轴中心线偏移。最后一道工序是热校正，因为热校正模具的型腔是按照前轴锻件局部适当放大设计的，所以热校正模具保证了前轴的中心线。一般前轴在生产时，钢板位正面外拔模处有6-8mm的机加工余量、内拔模处有6-10mm加工余量，造成人员、设备、刀具、材料的浪费。该工艺生产的前轴加工余量大、毛坯偏重、锻件中心线偏移量大，与国家倡导的前轴锻件轻量化节能节材发展趋势不符。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种高效汽车镂空前轴的锻造方法代替传统前轴锻造工艺，减少钢板位内、外拔模处8mm和10mm的机加工余量，达到免加工状态，减轻前轴重量，提高前轴整体质量，提高前轴生产效率，避免人员、设备、刀具、材料的浪费，适合大批量高效生产汽车前轴的方法。

本发明的技术解决方案是：一种高效的汽车镂空前轴锻造方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

⑴采用辊锻机将加热圆钢辊锻制坯；

⑵采用500T压力机将辊锻坯在压弯模中压弯制成前轴毛坯；

⑶采用电动螺旋压力机在预终锻模具型腔内将前轴毛坯进行锻制成前轴终锻坯；

⑷采用2000T油压机在切边镦平校正复合模具中将前轴锻件周边的飞边进行热切边后进行镦平校正；

⑸采用500T压力机在冲孔校正复合模具中进行冲孔校正。

本发明的技术解决方案中所述的冲头为1-5个，根据汽车前轴的镂空个数确定。

本发明的技术解决方案中所述的瓜头压板的倾斜角度与汽车前轴瓜头倾斜角度一致。

本发明的技术解决方案中所述的钢板位下支块通过连接螺母和定位键安装在左右校正模上，可更换，左校正模与推送油缸连接。

本发明第（2）步骤中的压弯为独立的工序，设备采用500T压力机，减少设备投入，提高整体锻造生产效率，由28件/小时提高至34件/小时。

本发明第（4）步骤中的前轴切边镦平校正采用的是一套切边镦平校正复合模具，设备为2000T压力机，切边镦平校正复合模具包括第一上模座、第一下模座、切边上芯模、切边刀口、推料装置、两个钢板位压板、两个瓜头压板、四个钢板位下支块、斜销装置、左校正模、右校正模、移动导块、导轨、接料支架、推动油缸等其它辅助配件；其中，切边上芯模固定在第一上模座上，切边刀口通过支板固定在第一下模座上，并且刀口下方留有一定高度的落料空间，方便推料装置把落下的前轴推送至接料支架上，推料装置可不固定在模具上，钢板位压板和瓜头压板固定在第一上模座上，四个钢板位下支块按产品形状分别固定在左右校正模上；斜销装置固定在第一上模座上；右校正模固定在下模座上，左校正模固定在移动导块上，移动导块与推动油缸连接，导轨固定在第一下模座上，移动导块与导轨配合；推动油缸推动移动导块，通过导轨带动左校正模移动与右校正模形成闭合状态构成校正工位，第一上模座下压，带动钢板位压板、瓜头压板、斜销装置与左右校正模、钢板位下支块及前轴构成镦平校正工位，下压过程中斜销装置与左校正模接触越来越紧密，在镦平过程中使左右校正模紧密抱合；四个钢板位下支块和两个钢板位压板表面形状与钢板位内、外拔模角镦平设计尺寸一致；瓜头压板角度与前轴瓜头角度一致。镦平后汽车前轴钢板位上下面为平面，免机加工。镦平采用抱镦方式，左右校正模型腔与汽车前轴外形一致。

本发明第（5）步骤中的前轴冲孔校正采用一套冲孔校正复合模具，制成镂空前轴锻件。设备为500T压力机；冲孔校正复合模具包括第二上模、第二下模、冲头、冲头模座、弹簧或气缸顶杆；其中，冲头固定在500T压力机的冲头模座上；弹簧装于弹簧导柱上或用气缸顶杆，位于第二上模与冲头模座之间，第二上模、第二下模和弹簧或气缸顶杆构成冲孔校正工位。

本发明具有先进性和创造性，其表现在：

1. 前轴采用镂空减重设计，减轻汽车前轴重量。

2. 压弯工序配置专用压机，提升整体锻造节拍，由28件/小时提升至34件/小时。

3. 利用2000T液压机对前轴进行热切边、钢板位镦平和中心线校正，减少设备投入（20%）、节约模具成本（40%）、减轻锻件重量（8%）、节约刀具成本（40%）、减少人工成本（20%）。

4. 冲孔校正复合模具，减少模具及设备投入、减轻锻件重量。

附图说明

图1为镂空（2孔）前轴示意图。

图2为镂空（3孔）前轴示意图。

图3为镂空（5孔）前轴示意图。

图4为传统的前轴钢板位示意图。

图5、6为切边镦平校正复合模具截面示意图。

图7为冲孔校正复合模具截面示意图。

图8为镦平后前轴钢板位截面示意图。

图示编号零部件名称：1.接料支架、2.推送油缸、3.左校正模、4.右校正模、5.钢板位下支块、6.斜销、7.钢板位压板、8.瓜头压板、9.推料装置、10.上模、11.下模、12.冲头模座、13.冲头、14.弹簧、15.弹簧导柱。

具体实施方式

下面结合附图对具体实施方式进行详细描述。

图1至图3分别为镂空2孔、3孔和5孔的前轴示意图。前轴镂空的形式可以是“O”型孔，也可以是矩形孔，也可以是不规则的孔等等。这些镂空的形状和位置主要取决于前轴受力情况而定，本方法适用于所有形式的镂空前轴。

本发明高效镂空汽车前轴的锻造方法包括以下工艺步骤。

⑴将圆钢在中频加热炉加热至1100-1250℃后，用辊锻机将加热圆钢辊锻制胚。

⑵采用500T压力机将辊锻直胚在压弯模中压弯制成前轴毛坯。

⑶采用16000T电动螺旋压力机在预终锻模具型腔内将前轴毛坯进行锻造制成前轴终锻胚。

⑷采用2000T油压机在切边镦平校正复合模具中将前轴锻件周边的飞边进行热切边后进行镦平校正；切边镦平校正复合模具包括第一上模座、第一下模座、两个钢板位压板7、两个瓜头压板8、四个钢板位下支块5、斜销装置6、左校正模3、右校正模4、移动导块、导轨、接料支架1、推动油缸2，如图5、图6所示；其中，钢板位压板7和瓜头压板8、斜销装置6固定在第一上模座上，接料支架1安装在第一下模座上，位于左校正模3与右校正模4中间，钢板位下支块5分别固定在左校正模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连接在移动导块上，移动导块与推动油缸2连接，导轨固定在第一下模座上，移动导块与导轨配合；推动油缸2推动移动导块，通过导轨带动左校正模3移动与右校正模4形成闭合状态构成校正工位，第一上模座下压，带动钢板位压板7、瓜头压板8、斜销装置6与左右校正模、钢板位下支块5及前轴构成镦平校正工位，下压过程中斜销装置6与左校正模3接触越来越紧密，使左校正模3和右校正模4在镦平过程中始终抱合；四个钢板位下支块5和两个钢板位压板7表面形状与钢板位内、外拔模角镦平设计尺寸一致；瓜头压板8角度与前轴瓜头角度一致，防止钢板位镦平时前轴受力瓜头上抬。最后由机械手将锻件转移至下道序。

前轴钢板位处内外拔模角可以通过图4和图8直观的看出镦平前后加工量的区别。

传统前轴钢板位如图4所示。钢板位正面处“尺寸17”以上的部分是需要加工的尺寸，机加工需要两刀完成铣平面，钢板位背面处“尺寸17”以下至“尺寸（62）”类似于三角形的区域为需要机加工的部分，单边需要一刀完成，共四刀完成。

本发明墩平后前轴钢板位截面如图8所示。相对现有工艺可减少钢板位内、外拔模处8mm和10mm的机加工余量。

⑸采用500T压力机在冲孔校正模上进行冲孔校正，制成镂空前轴锻件；冲孔校正复合模具包括第二上模10、第二下模11、冲头模座12、冲头13、弹簧14或气缸顶杆、弹簧导柱15，如图7所示；其中，冲头13固定在500T压力机的冲头模座12上；弹簧14装于弹簧导柱15上或用气缸顶杆，位于第二上模10与冲头模座12之间，第二上模10、第二下模11和弹簧14或气缸顶杆构成冲孔校正工位。冲孔时第二上模10与第二下模11将前轴抱合在型腔内，冲头模座12带动冲头13继续下压进行冲孔，其中冲头13穿过第二上模10，第二上模10与冲头模座12通过弹簧14及弹簧导柱15配合，留有一定的下压量，冲孔后冲头模座12上行时由弹簧14或气缸顶杆吧冲头13与前轴分开。

本发明具有以下特点：（1）适应所有镂空前轴型号，减轻汽车前轴重量；（2）提高整体锻造速度；（3）锻件尺寸精度提高；（4）以少量设备和模具投入完成复杂前轴的锻造生产；（5）钢板位镦平减少锻件机加量，节约刀具成本。