一种汽车用铝合金拉杆成形系统的制作方法

本实用新型涉及一种汽车用铝合金拉杆成形系统。

背景技术：

汽车产业已成为我国制造业的支柱产业，2015年我国汽车产销量双双超过2400万辆。汽车保有量相应快速增长，加剧了我国对石油的消耗量，尾气排放已是部分城市大气污染的主要来源。铝合金材料是一种能够替代钢材，实现车身轻量化，降低燃油消耗的轻质材料，在未来汽车领域中将占据日益重要的地位。传统轿车用转向拉杆均为钢制，近年来部分进口车型已逐渐采用铝合金来替代，一般锻造方法为压弯、预锻、终锻、切边，但由于该零件整体形状为带头部的杆类零件，除杆部外各部分的截面差别较大，使用该传统方法材料利用率较低，能耗较高，对设备吨位也有更高要求。

楔横轧是适用于轴类零件成形的一种先进工艺，其显著特点包括高效率、高材料利用率，生产噪音小等，已在国内外的黑色金属成形工艺中有较为广泛的运用，但由于铝合金与黑色金属的材料性能差异较大，使之在铝合金方面的应用受到极大的限制。

针对以上不足，本实用新型提供了一种汽车用铝合金拉杆成形系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种汽车用铝合金拉杆成形系统(装置)，能够克服上述现有技术的某种或某些问题。

根据本实用新型的一种汽车用铝合金拉杆成形系统(装置)，该拉杆具有第一端部和第二端部，第一端部和第二端部通过弯曲的圆柱形杆部连接，第一端部和第二端部的尺寸大于圆柱形杆部的直径，所述系统(装置)包括：

第一加热炉，用来将铝合金棒料加热至第一预设温度；

楔横轧机，用来接收加热后的铝合金棒料，并将铝合金棒料轧制成与拉杆线性体积相一致的带头棒坯；

安装有弯曲模的第一压力机，用来接收所述带头棒坯，并将所述带头棒坯弯曲成与最终拉杆相应的弯曲棒坯，同时，该第一压力机还安装有切边模；

第二加热炉，用来接收所述弯曲棒坯，并将所述弯曲棒坯加热至第二预设温度；

第二压力机，用来接收加热后的弯曲棒坯，并将所述弯曲棒坯锻造成带边拉杆；以及

第一压力机的切边模接收所述的带边拉杆，该切边模将带边拉杆的飞边去掉，形成最终拉杆。

在本实用新型的一具体实施例中，其中，拉杆圆柱形杆部的直径为21mm，第二端部为具有内孔的圆柱体，外径为41mm，高度为31.9mm，内孔直径为16.5mm。

在本实用新型的一具体实施例中，还包括滑槽，所述滑槽将来自第一加热炉的汽车用铝合金坯料滑动置入所述楔横轧机。

在本实用新型的另一具体实施例中，还包括滑轨，用来接收轧制后的带头棒料，并将其送至第一压力机的相应位置。

在本实用新型的优选实施例中，其中，第二压力机安装有预锻模和终锻模，用来将弯曲拉杆毛坯预锻并终锻成带边拉杆。

针对以上不足，本实用新型提供了一种汽车用铝合金拉杆成形方法。

附图说明

图1a示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆的锻件毛坯主视示意图；

图1b示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆的锻件毛坯俯视示意图；

图2示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆成形系统的示意图；

图3示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆的楔横轧模具结构示意图；

图4示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆的楔横轧模具展开示意图；

图5示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆的楔横轧轧制后的毛坯图；

图6示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆的弯曲模及去飞边模结构示意图；

图7示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆的始锻模及终锻模的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型的汽车用铝合金拉杆成形系统(装置)。本领域技术人员应当理解，下面描述的实施例仅是对本实用新型的示例性说明，而非用于对其作出任何限制。

图1a和1b示出了该拉杆的锻件毛坯示意图。如图所示，该拉杆具有两个端头，其中，左端头为直径23mm，长度58mm的圆柱体；右端头为具有内孔的圆柱体，其外径为41mm，高度为31.9mm，内径为16.5mm。左端头和右端头通过弯曲的圆柱体杆部连接，杆部直径为21mm。

汽车用铝合金拉杆毛坯采用直径为32mm的铝合金棒料，通过等体积原则，使用锯切的方法，下料长度为176mm。使用锯切的下料方式可以是棒料两端面平整，这样，可以更好的控制后续工序尺寸的准确性。

图2示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆成形系统的示意图。如图所示，用来加热坯料的中频感应加热炉201置于系统最左侧，中频感应加热炉201通过滑槽202与楔横轧机204连接；楔横轧机204的左侧设有进料槽203和推料杆，进料槽203用来接收来自滑槽202的坯料，推料杆用来将进料槽203上的坯料推送至楔横轧机204的相应位置；楔横轧机204的前端还设置有落料槽205，用来接收楔横轧轧制后的坯料；落料槽205与滑轨206连接，以将落料槽205上的坯料通过滑轨206滑送至下道工序。

还如图2所示，楔横轧机204的右侧设置有电动螺旋压力机207， 电动螺旋压力机207的右侧设置有液压机211。电动螺旋压力机207和液压机211之间还设有箱式加热炉209，箱式加热炉209通过穿过其中的传动带210接收并传送坯料，传送带210上的坯料在经过箱式加热炉209时被加热或保温，并被从左向右传送。

如图2所示，本实用新型所述的一种汽车用铝合金拉杆成形系统，具体步骤如下：

第一步：锯切后的拉杆毛坯棒料从中频感应加热炉201的左侧依次进入其中，并按一定的速度向右运动，同时，该拉杆毛坯棒料被中频感应加热炉201加热，加热至470℃—490℃后，保温10mi n，实验表明，将所述铝合金棒料加热至该温度范围并保温，可有效防止在后续变形过程中，铝合金拉杆内部产生诸如粗晶、裂纹等微观缺陷。然后，依次从中频感应加热炉201的右侧出口滑入该出口处的滑槽202上，并滑动至楔横轧机204左侧的进料槽203。

中频感应加热，具有加热速度快，加热时间短，效率高，工件受热均匀，并且，由于是连续加热，可以实现大批量的连续生产。

第二步：加热后的拉杆毛坯棒料通过滑槽202滑动至楔横轧机204左侧的进料槽203后，在置于楔横轧机204左侧的推料杆的作用下，将该拉杆毛坯棒料推送入位。

根据图1a和1b所示的本实用新型汽车用铝合金拉杆锻件毛坯线性展开后的体积分布，得出楔横轧轧制后的毛坯形状，图5示出了本实用新型拉杆毛坯棒料经过楔横轧轧制后的形状。如图所示，楔横轧轧制后的本实用新型拉杆楔横轧轧制毛坯呈线性，并且，两端头直径大于中间杆部的直径，其体积分别与对应端头的体积相一致。

图3示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆的楔横轧模具。如图所示，该楔横轧模具包括结构完全相同的上辊楔横轧模具301和下辊楔横轧模具302。该楔横轧模具呈半圆形并分为两块，其中一块模具的弧度为113.74°，另一块模具的弧度为125.1°，其内径尺寸与楔横轧机204的轧辊辊径尺寸一致。上辊楔横轧模具301安装于楔横轧机204的上轧辊上，下辊楔横轧模具302安装于楔横轧机204的下轧辊上，其相位差为180°。如图3所示，上辊楔横轧模具301和下辊楔横轧模具302之间的距离稍大于本实用新型拉杆毛坯的直径32mm， 优选为32.2mm，以便于将拉杆毛坯推送入位。

图4示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆的楔横轧模具展开图。如图所示，楔横轧模具展宽角为8°，成形角为25°，宽度为400mm。该楔横轧模具的楔尖距前端面的距离为80mm，以便于放置拉杆毛坯。该下辊楔横轧模具302的前端、右侧还设置有定位板401，用来控制拉杆毛坯置入楔横轧模具的长度。定位板401的左端面具楔尖的横向距离为95mm。

本实用新型的汽车用铝合金拉杆毛坯在楔横轧机204左侧推料杆的推动下，进入上辊楔横轧模具301和下辊楔横轧模具302之间，拉杆毛坯的前端面与定位板401的左端面接触，以控制楔横轧轧制的起始位置。此时，启动楔横轧机304，本实用新型的汽车用铝合金拉杆毛坯在上辊楔横轧模具301和下辊楔横轧模具302的作用下，被轧制成如图5所示的形状。楔横轧轧制后的拉杆轧制毛坯滚动置入落料槽205中，并通过落料槽205进入滑轨206中，通过滑轨206向右传送至下道工序。

在本实用新型的汽车用铝合金拉杆毛坯的楔横轧轧制过程中，楔横轧模具被加热至：300—400℃，以防止拉杆毛坯在轧制过程中温度降低至终锻温度之下，从而影响拉杆的质量。

同时，由于本实用新型的汽车用铝合金拉杆毛坯的表面硬度低于楔横轧模具的表面硬度，为防止拉杆轧制毛坯表面在楔横轧轧制过程中出现诸如：撕裂、拉毛、掉块、折叠及裂纹等缺陷，因此，对模具进行润滑，润滑剂采用：体积百分比为：90％动物油和10％MoS₂，实验表明，该润滑剂能使拉杆轧制毛坯表面光滑，质量提高，并且，铝合金拉杆棒料在轧制过程中也能够顺利旋转。

该楔横轧机204为双辊整体式楔横轧机，其具有生产效率高、性能稳定，工作环境好、噪音小等优点；楔横轧轧制工件具有金属纤维流线沿产品外形连续分布、晶粒得到细化、产品尺寸稳定等特点。

第三步：还如图2所示，滑轨206滑送来的拉杆轧制毛坯，通过人工或机械手置入电动螺旋压力机207的弯曲模具中，在弯曲模具的作用下，将本实用新型的汽车用铝合金拉杆轧制坯料弯曲成与最终拉杆相对应的形状。

图6示出了本实用新型的汽车用铝合金拉杆的弯曲模具。如图所示，螺旋压力机上模板601安装于滑块下端面上，螺旋压力机下模板602安装于工作台面上。弯曲用上模603固定安装于螺旋压力机上模板601的下端面上，弯曲用下模604安装于螺旋压力机下模板602上端面上。当弯曲用上模603和弯曲用下模604闭合时，可将拉杆轧制毛坯弯曲成与最终拉杆相对应的形状。弯曲用上模603和弯曲用下模604安装于电动螺旋压力机207工作台面的左侧。

弯曲后的拉杆轧制毛坯通过人工或机械手放置于如图2所示的传送带210上，通过传送带210将该拉杆弯曲毛坯向右传送至下道工序。

在本实用新型汽车用铝合金拉杆轧制毛坯的弯曲过程中，模具被加热至：300—400℃，以防止拉杆轧制毛坯在弯曲过程中温度降低至终锻温度之下，从而影响拉杆质量。

还如图6所示，电动螺旋压力机207工作台面的右侧还设置有切边模，下面有更详细的说明。

第四步：本实用新型的汽车用铝合金拉杆轧制毛坯在弯曲后，温度低于终锻温度，因此，需要再次加热。

图2示出了本实用新型汽车用铝合金拉杆成形系统的箱式加热炉209。如图所示，传送带210穿过该箱式加热炉209，传送带210上传送的制件可在传送过程中被加热和保温，并被传送至下道工序。

本实用新型的拉杆弯曲毛坯在该箱式加热炉209中被加热至470—490℃，并保温2分钟。实验表明，将所述铝合金拉杆弯曲毛坯加热至该温度范围并保温，可有效防止在后续变形过程中，铝合金拉杆内部产生诸如粗晶等微观缺陷。

第五步：再次加热后的汽车用铝合金拉杆弯曲毛坯通过传送带210传送至如图2所示的液压机211处，通过人工或机械手的方法，将该拉杆弯曲毛坯放置于液压机211的模具上，进行预锻和终锻。

图7示出了本实用新型的汽车用铝合金拉杆的始锻模及终锻模。如图7所示，始锻模和终锻模为一体设计，始锻模模腔位于终锻模模腔的左侧。始锻模包括上始锻模703和下始锻模704，当上始锻模703和下始锻模704闭合时，可将本实用新型汽车用铝合金拉杆弯曲毛坯 预锻成所需形状。终锻模位于始锻模的右侧，包括上终锻模705和下终锻模706，当上终锻模705和下终锻模706闭合时，可将本实用新型的汽车用铝合金拉杆弯曲毛坯成形为带飞边的最终拉杆。

第六步：带飞边的最终拉杆通过人工或机械手运送回电动螺旋压力机207，通过置于电动螺旋压力机207上的所述切边模将带飞边的汽车用铝合金拉杆上的飞边去掉，从而制备出最终的汽车用铝合金拉杆。

还如图6所示，切边模设置于电动螺旋压力机207工作台面的右侧，切边模包括上切边模605和下切边模607，将带飞边的汽车用铝合金拉杆放置于下切边模607中，上切边模605下行时，可将汽车用铝合金拉杆上的飞边去掉，从而制备出最终的汽车用铝合金拉杆。

本实用新型的汽车用铝合金拉杆切边时，由于该拉杆的温度较高，在切边的过程中，存在过切、撕裂及毛刺过大等缺陷，因此，通常情况下，将带飞边的汽车用铝合金拉杆冷却后切边。在切边前，将带飞边的拉杆通过水冷冷却至室温，然后，在电动螺旋压力机207上，通过上切边模605和下切边模607将带飞边的拉杆的飞边切除掉，从而获得最终的汽车用铝合金拉杆。

如上所述，本实用新型的汽车用铝合金拉杆成形系统自动化程度高、方便、快捷。

本领域技术人员应当理解，本文中的方向术语诸如：“上”、“下”、“左”、“右”、”前”和“后”等均是针对附图所示的汽车用铝合金拉杆成形系统而言。

以上所述仅是本实用新型的优选实施例，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出多种改进和变型，这些改进和变型也应视为在本实用新型的保护范围之内。