一种镂空汽车前轴的锻造方法与流程

本发明属于汽车前轴锻造工艺技术领域。具体涉及一种镂空汽车前轴的锻造方法。

背景技术：

前轴是汽车底盘系统的重要安全零件，前轴的生产多采用辊锻工艺、辊模锻复合工艺和热模锻工艺。以辊模锻复合工艺为例，前轴锻造工艺流程为：圆钢加热→辊锻制坯→压弯、预锻、终锻→热切边→热校正。前轴锻造工艺采用中频加热炉、辊锻机、16000T电动螺旋压力机和1600T液压机等设备。镂空汽车前轴属引领行业发展的前沿高端产品，即在前轴的中间非强度部位冲孔，不仅减轻前轴的重量，而且大大增加前轴的耐冲击能力和抗弯曲、抗振动强度。若采用现有辊模锻复合工艺锻造前轴，则需在热切边与热校正工序之间增加冲孔工序，需增加两台2000T以上的油压机，且存在以下问题。一是节拍，原因是增加工序、增加转运工步；二是脱模，原因是光增加设备还不足，模具设计不合理会导致脱模困难；三是落料，原因是冲孔完成后，连皮需要排除、否则影响冲孔效果、对设备也有危害；四是投资大、占用场地大和利用现有设备率低的问题。另外，由于现有辊模锻复合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，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。

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仅需一台2000T油压机既可完成墩平、冲孔、校正的镂空汽车前轴的锻造方法，可减少钢板位内、外拔模处8mm和10mm的机加工余量，避免人员、设备、刀具、材料的浪费，适合在现有设备基础上对镂空汽车前轴进行大批量生产。

本发明的技术解决方案是：一种镂空汽车前轴的锻造方法，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，再用电动螺旋压力机将辊锻坯在压弯模中压弯制成前轴毛坯；

⑵采用电动螺旋压力机在终锻模具型腔内将前轴毛坯进行终锻制成前轴终锻坯；

⑶采用1600T液压机将前轴锻件周边的飞边进行热切边；

⑷采用2000T油压机将切边后的前轴锻件在墩平及冲孔校正复合模具中进行墩平、冲孔校正，制成镂空前轴锻件；墩平及冲孔校正复合模具包括上模座、钢板位压板、钢板位下支块、下模座、冲头、弹簧、上模、下模和油缸；其中，钢板位压板固定在上模座上，钢板位下支块包括钢板位下支块左固定块和钢板位下支块右移动块，钢板位下支块左固定块固定在下模座上，钢板位下支块右移动块底面与导轨配合，并与固定在下模座上的油缸连接，钢板位压板与钢板位下支块构成墩平工位；上模固定在上模座上，下模固定在下模座上，冲头固定在上模座上，弹簧装于弹簧轴上，且位于上模与上模座之间，上模、下模和弹簧构成冲孔校正工位。

本发明的技术解决方案中所述的钢板位下支块左固定块和钢板位下支块右移动块上表面形状与钢板位内、外拔模角墩平设计尺寸一致。

本发明的技术解决方案中所述的上模座上设有与钢板位下支块右移动块配合的上模座压紧块，可以是斜面压紧方式。

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钢板位下支块右移动块装于下支块移动座上，该下支块移动座底面与导轨配合，并与固定在下模座上的油缸连接。因钢板位下支块右移动块与下支块移动座可分离，因而可通过更换钢板位下支块右移动块、钢板位下支块左固定块来实现不同的产品生产。

本发明的先进性和创造性表现在：前轴经切边后，利用2000吨液压机对前轴进行钢板位墩平和中心线冲孔校正经过墩平校正模具一次完成墩平、冲孔校正工艺；减少设备投入（20%）、节约模具成本（40%）、减少锻件重量（8%）、节约刀具成本（40%）。

本发明通过墩平校正工艺减少刀具、人员浪费，保证产品质量好、设备及模具投资少、材料利用率高，适合利用现有设备大批量生产镂空汽车前轴。

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为墩平及冲孔校正复合模具截面示意图。

图6为墩平及冲孔校正复合模具剖示图。

图7为墩平后前轴钢板位截面示意图。

图示编号零部件名称：1.上模座、2.钢板位压板、3.钢板位下支块右移动块、4.下模座、5.冲头、6.弹簧、7.上模、8.下模。

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。前轴可镂空的形式，可以是“O”型孔，也可以是矩形孔，也可以是不规则的孔等等。这些镂空的形状及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。

本发明镂空汽车前轴的锻造方法包括以下工艺步骤。

（1）将圆钢在中频加热炉加热至锻造温度后，先用辊锻机将加热圆钢辊锻制坯，再用16000T电动螺旋压力机将辊锻坯在压弯模中压弯制成前轴毛坯。

⑵采用16000T电动螺旋压力机在终锻模具型腔内将前轴毛坯进行终锻制成前轴终锻坯。

⑶采用1600T液压机将前轴锻件周边的飞边进行热切边。

⑷采用2000T油压机将切边后的前轴锻件在墩平及冲孔校正复合模具中进行墩平、冲孔校正，制成镂空前轴锻件；墩平及冲孔校正复合模具包括上模座1、两组钢板位压板2、两组钢板位下支块、下模座4、冲头5、弹簧6、上模7、下模8和两组油缸，如图5、图6所示；其中，两组钢板位压板2对应固定在上模座1上，钢板位下支块包括钢板位下支块左固定块和钢板位下支块右移动块3，两组钢板位下支块左固定块对应固定在下模座4上，两组钢板位下支块右移动块3分别装于下支块移动座上，该下支块移动座底面与导轨配合，并分别与固定在下模座4上的两组油缸连接，两组钢板位压板2与两组钢板位下支块构成墩平工位；钢板位下支块左固定块和钢板位下支块右移动块3上表面形状与钢板位内、外拔模角墩平设计尺寸一致，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；上模7固定在上模座上（有Z方向的自由度），下模8固定在下模座4上，冲头5固定在上模座1上，弹簧6装于弹簧轴上，且位于上模7与上模座1之间，上模7、下模8和弹簧6构成冲孔校正工位；冲头为1－5个；上模座1上设有与钢板位下支块右移动块3配合的上模座压紧块。

⑸热处理，喷丸，探伤，油漆。

⑹冷校正，机加，检查，入库。

前轴钢板位处内外拔模角可以通过图4和图7直观的看出墩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7所示。前轴锻件通过机械手放置在墩平及冲孔校正复合模具的墩平工位中，钢板位放置相应的位置。放置后，钢板位下支块右移动块3在油缸的带动下向内滑动，同时上模座1向下移动继续带动钢板位下支块右移动块3向内滑动至合模状态，此时钢板位压块2也到达设定位置，从而使钢板位内、外拔模角墩平至设计尺寸。然后上模座1升起，带动钢板位压板2脱模，钢板位下支块右移动块3脱模。然后机械手将墩平后的锻坯移动到墩平及冲孔校正复合模具的冲孔校正工位中，上模座1向下移动带动上模7和冲头5向下移动，上模7先接触到锻坯，在上模座1的带动下继续向下移动至上模7和下模8合模状态，此时完成冲孔和校正，然后冲头5、上模7和下模8随上模座1上移脱模。最后由机械手将锻件转移至下道序。

以年产量50万件计算，每年可节约52万-84万（人民币）。