本發(fā)明涉及一種金屬塑性成形領(lǐng)域，具體涉及一種載重汽車車橋輪轂軸管鍛造成形的方法。

背景技術(shù)：

汽車輪轂軸管，它主要用于各類載重車輛的沖壓焊接橋殼及工程機(jī)械驅(qū)動(dòng)橋兩端的輪邊支撐，它焊接在車橋兩端，半軸從中間穿過。在車輛的行馳過程中，它不僅承受車身及車載貨物的重量，而且由于路況的變化，還要承受復(fù)雜的交變應(yīng)力作用，是載重汽車驅(qū)動(dòng)橋、支承橋、轉(zhuǎn)向橋上的重要的保安件，其品種繁多，內(nèi)腔形狀各異，內(nèi)在質(zhì)量要求高，制造難度較大。汽車輪轂軸管要具有沿軸向分布的金屬流線，致密的金相組織，疲勞臺(tái)架試驗(yàn)要超過50萬次。

輪轂軸管傳統(tǒng)的鍛造成型件生產(chǎn)工藝流程為：圓鋼下料-加熱-壓型-成形-反擠。存在的缺點(diǎn)有：

1、動(dòng)能消耗大，需三臺(tái)大型液壓設(shè)備；

2、沖孔較深，壁厚偏差難以控制，材料利用率較低，廢品率較高；

3、成形過程中，模具承受很大應(yīng)力，模具失效消耗嚴(yán)重，模具成本很高；

4、毛坯底部有連皮，需機(jī)械加工鉆孔、鏜孔，增加了制造成本。

近年來一些科研機(jī)構(gòu)、院校和大型企業(yè)開始在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行輪轂軸管復(fù)合擠壓的工藝研究。譬如國內(nèi)有的單位采用空氣錘制坯，而后在熱模鍛機(jī)上擠壓成形，其工藝路線為：圓鋼下料-加熱-制坯-預(yù)擠內(nèi)孔-成形法蘭，該工藝為鍛坯和熱擠壓相結(jié)合，但成形工件較小，一般在10KG以下，內(nèi)部深孔并未徹底擠壓，仍為盲孔。俄羅斯卡馬汽車制造廠采用圓鋼四工位平鍛機(jī)進(jìn)行鍛造，其工藝為：圓鋼下料-加熱-預(yù)成形-深孔擠壓-臺(tái)階及法蘭預(yù)成形-終鍛成形，該工藝內(nèi)孔未完全成形，且內(nèi)孔在多次鍛造工序中易在內(nèi)腔過渡處出現(xiàn)軸管致命的缺陷-環(huán)狀折疊，廢品率較高。國內(nèi)一家特大型國有汽車公司利用鋼管為坯料采用四工位平鍛機(jī)成形前橋輪轂軸管，一次加熱，四次聚積成形。其工藝為：鋼管下料-加熱-一次壓形-二次壓形-三次壓形-四次壓形。采用該工藝鋼管在成形過程中易失穩(wěn)形成表面缺陷，廢品率高，且僅適用形狀較為簡單的輪轂軸管產(chǎn)品。大型液壓機(jī)、熱模鍛、平鍛機(jī)，設(shè)備投入很大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種載重汽車車橋輪轂軸管熱擠和擺輾復(fù)合成形的方法，解決傳統(tǒng)輪轂軸管熱擠壓成形工藝過程復(fù)雜、低效、廢品率高、材料利用率低、模具壽命低、設(shè)備投資大的問題。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種載重汽車車橋輪轂軸管熱擠和擺輾復(fù)合成形的方法，包括以下步驟：

（1）鋸切下料：設(shè)計(jì)鍛件各成形工步的形狀，基于體積相等原則計(jì)算出管料的尺寸，然后鋸切下料；

（2）加熱：將下好的管料一端放入中頻爐內(nèi)加熱，加熱到1000～1100℃，保證合適的加熱長度；

（3）預(yù)鍛成形：加熱好的管料取出置于已預(yù)熱至溫度150～200℃的閉式預(yù)鐓機(jī)上進(jìn)行預(yù)鍛，鍛成喇叭口狀的鐓粗件；

（4）終鍛成形：將預(yù)鍛件頭部按適當(dāng)?shù)拈L度放入中頻爐內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)熱，補(bǔ)熱到980～1100℃，放入縱向分模和水平半模相結(jié)合的小或無飛邊結(jié)構(gòu)擺輾機(jī)凹模中合模壓緊，開動(dòng)擺輾機(jī)擺出終鍛件。

進(jìn)一步地，步驟（2）中預(yù)鍛的操作過程為：

在開模狀態(tài)下，壓機(jī)行程置于上止點(diǎn)，打開預(yù)緊機(jī)構(gòu)，放入管料，下端放在承重架上，側(cè)壁靠在半模壁上，保持管料垂直承重架頂平面，合上半模，點(diǎn)擊液壓開關(guān)鎖死半模；

壓機(jī)下行，預(yù)鍛上模先閉合下模，壓機(jī)繼續(xù)下行，預(yù)鍛壓桿深入管徑中，壓套在壓縮彈簧的作用下接觸熱管料的頂端，隨著壓機(jī)的下行，壓縮彈簧壓縮，壓套與壓桿接觸，壓桿推動(dòng)壓套壓縮管料，從而在下模、壓桿、壓套之間形成一個(gè)體積逐漸變小的封閉模腔，坯料在這個(gè)封閉的模腔中流動(dòng)、變形，充滿凹模、壓桿、壓套形成的封閉型腔，當(dāng)壓機(jī)到達(dá)下死點(diǎn)時(shí)最終成形預(yù)鍛件；

壓機(jī)上行，壓套在壓縮彈簧的作用下，頂出預(yù)鍛件，預(yù)鍛件留在下模中，壓套和壓桿脫離預(yù)鍛件，壓機(jī)繼續(xù)上行，預(yù)鍛上模脫離下模，到達(dá)預(yù)設(shè)的上止點(diǎn)后，點(diǎn)擊液壓開關(guān)松開壓緊機(jī)構(gòu)，打開半模，取出預(yù)鍛件。

本發(fā)明的有益效果：（1）坯料制備簡單、工藝流程簡單、高效，適合大規(guī)模生產(chǎn)；（2）、材料利用率高，廢品率很低，可節(jié)約材料費(fèi)用的10～20%；（3）、能耗很低，只有傳統(tǒng)工藝的5～10%；（4）、設(shè)備投資小，只有傳統(tǒng)的1～5%；（5）、人工成本低，勞動(dòng)強(qiáng)度低，作業(yè)環(huán)境好；(6)徹底解決輪轂軸管空心鍛造的問題，避免了采用后續(xù)機(jī)加工序去除毛坯底部連皮。鍛件整體或部分無需后續(xù)切削加工，節(jié)約了大量加工時(shí)間，材料利用率和生產(chǎn)效率大幅提高，降低了生產(chǎn)成本；（7）、鍛制的輪轂軸管具有沿軸向分布的連續(xù)金屬流線，彎曲強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、耐沖擊性明顯高于傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的鍛件產(chǎn)品，力學(xué)性能好，使用壽命長。輪轂軸管的熱擠和擺輾復(fù)合成形可高效、節(jié)能的生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的空心汽車輪轂軸管，達(dá)到降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明流程圖；

圖2是形狀各異的輪轂軸管毛坯圖；

圖3是軍車前橋輪轂軸管，材質(zhì)為45Mn2的熱擺輾成形預(yù)鍛流程圖；

其中，a-下料，b-預(yù)鍛，c-擺輾終鍛；

圖4是軍車前橋輪轂軸管的預(yù)鍛成形開模狀態(tài)示意圖；

圖5是軍車前橋輪轂軸管的預(yù)鍛成形閉模狀態(tài)示意圖；

其中，1-夾緊機(jī)構(gòu)，2-預(yù)鍛下半模，3-預(yù)鍛上模，4-預(yù)鍛壓桿，5-預(yù)鍛壓套，6-壓縮彈簧，7-連接螺栓，8-坯料，6-預(yù)鍛件；

圖6是各種輪轂軸管熱擺輾成形擺頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

一種載重汽車車橋輪轂軸管熱擠和擺輾復(fù)合成形的方法，包括以下步驟：

（1）鋸切下料：設(shè)計(jì)鍛件各成形工步的形狀，基于體積相等原則計(jì)算出管料的尺寸，然后鋸切下料（圖3a）；

（2）加熱：將下好的管料一端放入中頻爐內(nèi)加熱，加熱到1000～1100℃，保證合適的加熱長度；

（3）預(yù)鍛成形：加熱好的管料取出置于已預(yù)熱至溫度150～200℃的閉式預(yù)鐓機(jī)上進(jìn)行預(yù)鍛，鍛成喇叭口狀的鐓粗件（圖3b）；

（4）終鍛成形：將預(yù)鍛件頭部按適當(dāng)?shù)拈L度放入中頻爐內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)熱，補(bǔ)熱到980～1100℃，放入縱向分模和水平半模相結(jié)合的小或無飛邊結(jié)構(gòu)擺輾機(jī)凹模中合模壓緊，開動(dòng)擺輾機(jī)擺出終鍛件。

進(jìn)一步地，步驟2中預(yù)鍛的操作過程為：

如圖3所示，在開模狀態(tài)下，壓機(jī)行程置于上止點(diǎn)，打開預(yù)緊機(jī)構(gòu)（圖4-1），放入管料（圖4-8），下端放在承重架上，側(cè)壁靠在半模壁上，保持管料垂直承重架頂平面，合上半模，點(diǎn)擊液壓開關(guān)鎖死半模（圖4-2）；

壓機(jī)下行，預(yù)鍛上模（圖4-3）先閉合下模，壓機(jī)繼續(xù)下行，預(yù)鍛壓桿（圖4-4）深入管徑中，壓套（圖4-5）在壓縮彈簧（圖4-6）的作用下接觸熱管料的頂端，隨著壓機(jī)的下行，壓縮彈簧壓縮，壓套與壓桿接觸，壓桿推動(dòng)壓套壓縮管料，從而在下模、壓桿、壓套之間形成一個(gè)體積逐漸變小的封閉模腔，坯料在這個(gè)封閉的模腔中流動(dòng)、變形，充滿凹模、壓桿、壓套形成的封閉型腔，當(dāng)壓機(jī)到達(dá)下死點(diǎn)時(shí)最終成形預(yù)鍛件；

壓機(jī)上行，壓套在壓縮彈簧的作用下，頂出預(yù)鍛件，預(yù)鍛件留在下模中，壓套和壓桿脫離預(yù)鍛件，壓機(jī)繼續(xù)上行，預(yù)鍛上模脫離下模，到達(dá)預(yù)設(shè)的上止點(diǎn)后，點(diǎn)擊液壓開關(guān)松開壓緊機(jī)構(gòu)，打開半模，取出預(yù)鍛件（如圖4-9）。