CN101007378A - 汽车零部件拨叉锻造方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车零部件拨叉锻造方法，属于锻造技术领域。本发明在现有技术中加热之后，增加制坯、弯曲两个步骤，然后在进行预锻、终锻、切边、精整，所述的制坯，采用平板楔横轧将加热后的坯料进行制坯，断面收缩率的成形范围为：40％～65％；成形角a范围为：18°≤a≤32°；展宽角b范围为：4°≤b≤12°；所述弯曲，通过压机对制坯进行两次弯曲，第二次弯曲后的形状是从产品形状尺寸上反算的结果，但在尺寸上弯曲内弧比产品内弧小；弯曲外弧与产品外弧大；第一次弯曲的计算是根据第二次弯曲后的形状反推的结果，第二次弯曲后形状一侧展开后的长度即为第一次弯曲时从一端与定位点之间的距离。本发明能节约产品用料，提高产品模具的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种锻造技术领域的方法，具体的说，涉及一种汽车零部件拨叉锻造方法。
背景技术
拨叉是汽车上的关键零件，由于其形状的特殊性及其使用性能的重要性，因而增加了其锻造成型的困难。该锻件形状(如图1所示)：两个细长的圆弧脚，在其交接处是圆锥形的凸台。由于两个圆弧脚的开口很大，在料的分配及工艺的选择上都需慎重考虑。为此，开发该类锻件的合理锻造方法也颇受国内外关注。
目前，国内拨叉锻件常规的的工艺流程为：加热、预锻、终锻、切边、精整。该方案的缺点为：需要大吨位压力机，能耗大、材料利用率低，造成锻件成本高。以该方案的工艺流程所生产的锻件容易出现夹污、充不满等，缺陷废品率达3％，而且原材料的利用率只有20-30％左右；由于飞边过大等原因，模具的寿命也只有在4000-5000件左右。
经对现有技术的文献检索发现，在俄罗斯，В.И.СЕМЕНДИЙ，И.Л.АКАРО，Н.Н.ВОЛОСОВ(作者)在1989年发表的著作《ПРОГРЕССИВНЫЕТЕХНОЛОГИ Я，ОБОРУДОВАНИЕИАВТОМАТИЗАЦИЯКУЭНЁЧНО-ШТАМПОВОЧНОГОПРОИЭВОДСТВАКамАЭа》(《卡马汽车厂锻造工艺设备和自动化的进步》)，Издательство“Машиностроение”(出版社)。在第54至55页，该文中提出了该类锻件的锻造工艺方案，其工艺流程为：加热、辊锻、预弯、弯曲、预锻、终锻、切边、精整。该方案采用了辊锻制坯及锤上弯曲为终锻提供了稳定可靠的基础，保证了锻件质量，其工艺过程较常规工艺先进。其不足之处在于：在辊锻制坯过程中，会产生两个料头(如图2所示)，对于材料利用率没有得到有效的提高。而随着汽车工业的高速发展，对原材料的利用也提出了很高的要求。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足和缺陷，提供了一种汽车零部件拨叉锻造方法，使其利于大批量的工业化生产，并减少了拨叉在锻造过程中出现夹污、充不满等现象，节约产品用料，提高产品模具的寿命。
本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明是通过对制坯的三个要素(断面收缩率、成形角、展宽角)的设定以及弯曲时弯曲量的计算，在工艺过程中用制坯一个工步代替辊锻3个工步，来确保锻造时的均匀分料，减少产品料耗及提高模具使用寿命，具体步骤为：加热、制坯、弯曲、预锻、终锻、切边、精整。
(1)加热：控制棒料温度是一个重要的工序，合理的加热温度能够提高棒料的塑性，降低变形抗力，利于后道的制坯，并获得良好的锻后组织。根据材料的不同，其锻造加热的范围也不同，一般产品锻造加热的温度范围为：1150-1250℃。
(2)制坯：制坯的要求比较高，现采用平板楔横轧将加热后的坯料进行制坯，利用平板楔横轧的特点来使棒料均匀分料，满足后道弯曲要求。同时，断面收缩率比较有利的成形范围为：40％～65％；成形角a选用的范围为：18°≤a≤32°；展宽角b选用的范围为：4°≤b≤12°，合理的设定利于材料的分配，是节料的关键。此外，制坯后外径的大小也与拨叉锻件有着一定的联系。材料合理的分配是影响预锻质量的因素之一。
(3)弯曲：弯曲的要求非常高，现通过压机对制坯进行二次弯曲，第一次的弯曲是为了第二次弯曲做定位，第二次弯曲的关键在于对弯曲量的计算。弯曲计算和弯曲程度的好坏直接影响到预锻时，夹污、充不满等缺陷的产生。第二次弯曲后的形状是从产品形状尺寸上反算的结果，但在尺寸上弯曲内弧比产品内弧小，弯曲外弧比产品外弧大。而第一次弯曲的计算是根据第二次弯曲后的形状反推的结果。第二次弯曲后形状一侧展开后的长度即为第一次弯曲时从一端与定位点之间的距离。合理的分配每段的坯料，利于下一道的预锻，是保证锻件成型的重要步骤。
(4)预锻：在压机上将弯曲的坯料进行预成型，以获得为终锻所需要的材料分布状态。
(5)终锻：在压机上对预锻后的产品进行锻打成型，使其尺寸满足产品要求。
(6)切边：在压机上对锻件的飞边进行切除。
(7)精整：在压机上对锻件进行精整，保证产品精度，减少产品脚部变形，使产品最终定型。
与现有技术相比，本发明方法通过楔横轧制坯和弯曲两道工序，使坯料得到了合理的分配，从而减少了飞边的大小，使得材料利用率从原先的30％左右提高到了70％，提高40％左右，由于坯料减少，设备打击力也可以相应的减少，致使模具的寿命从原先的5000件左右提高到了9000件左右，提高近一倍。坯料合理分配后，由于飞边的减少，金属回流造成夹污以及锻件部分充足而部分未充足等现象得以改善。
附图说明
图1为现有锻件形状图
其中：图1a为现有锻件形状正视图；图1b为现有锻件形状剖面图
图2为现有辊锻制坯过程产生的两个料头图
图3为本发明制坯的示意图
图4为本发明弯曲第一步的示意图
图5为本发明弯曲第二步的示意图
其中：图5a为本发明弯曲第二步的正视图；图5b为本发明弯曲第二步的剖面图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图3所示，其中1为棒料，2为横轧板。对于制坯所采用的横轧工艺，由三个主要的参数：断面收缩率、成形角a、展宽角b。断面收缩率是坯料制坯前面积减去制坯后面积与制坯前面积之比。其比较有利的断面收缩率为：40％～65％。而对于成形角a与展宽角b是横轧工艺设计中两个最主要、最基本的参数。一般在下列范围内选用：成形角a：18°≤a≤32°；展宽角b：4°≤b≤12°。此外，对于制坯后每一截面的面积计算应等于拨叉锻件展开后的每一截面的面积再加上在这一截面上所定义的飞边的截面面积之和。
如图4所示，为本发明弯曲第一步示意图。该步骤的计算实际是第二步弯曲后形状的反推。将第二步弯曲计算后的形状展开，展开后的形状即为第一步弯曲所要求的形状。
如图5所示，为本发明弯曲第二步示意图。拨叉产品的锻造成型还要依靠弯曲时弯曲量的计算。弯曲计算和弯曲程度的好坏直接影响到预锻时，夹污、充不满等缺陷的产生。弯曲的内弧尺寸应小于产品的内弧尺寸，弯曲的外弧尺寸应大于产品的外弧尺寸。一般的取值为：弯曲时的内弧尺寸在产品的内弧尺寸上单边减去2～4mm；弯曲时的外弧尺寸在产品的外弧尺寸上单边加上2～4mm。
以下为结合本发明方法的实施例的具体实施内容：
某汽车拨叉产品
零件材料：45钢
选取材料直径：Φ70
零件尺寸：外弧R115，内弧R105.3
采用本发明的参数和工艺流程：
1、加热采用设备为中频加热炉的基本参数调整为：
加热温度：1150-1250℃
加热功率：300W
加热节拍：30±5秒。
2、制坯：采用平板楔横轧机。
断面收缩率：58％
成形角：26°
展宽角：7°
3、弯曲：采用100T压力机。
外弧尺寸：R117
内弧尺寸：R103
4、预锻和终锻：采用1000T压力机。
5、切边：采用400T压力机。
6、精整：采用1250T精压机。
采用上述工艺流程进行生产后，使在锻造过程中的能耗降低了40％；提高了材料的利用率，材料利用率达70％，节约材料近57％；将模具寿命提高到了8000-10000件，减小了切边模的损耗。
| 零件名称：拨叉 | |||
| 项目 | 未采用本发明 | 采用本发明 | 备注 |
| 1、料重 | 14.8Kg | 6.35Kg | 节料57％ |
| 2.材料利用率 | 30％ | 70％ | 提高40％ |
| 3、模具寿命 | 4000-5000件 | 9000-10000件 | |
| 4、废品率 | 3％ | 0.1％ | 下降2.9％ |
Claims (8)
1、一种汽车零部件拨叉锻造方法，其特征在于，在现有技术中加热之后，增加制坯、弯曲两个步骤，然后在进行预锻、终锻、切边、精整，
所述的制坯，采用平板楔横轧将加热后的坯料进行制坯，利用平板楔横轧的特点来使棒料均匀分料，断面收缩率的成形范围为：40％～65％；成形角a范围为：18°≤a≤32°；展宽角b范围为：4°≤b≤12°；
所述弯曲，通过压机对制坯进行两次弯曲，第一次的弯曲是为了第二次弯曲做定位，第二次弯曲后的形状是从产品形状尺寸上反算的结果，但在尺寸上弯曲内弧比产品内弧小，弯曲外弧比产品外弧大；第一次弯曲的计算是根据第二次弯曲后的形状反推的结果，第二次弯曲后形状一侧展开后的长度即为第一次弯曲时从一端与定位点之间的距离。
2、根据权利要求1所述的汽车零部件拨叉锻造方法，其特征是，所述弯曲，弯曲时的内弧尺寸在产品的内弧尺寸上单边减去2～4mm。
3、根据权利要求1所述的汽车零部件拨叉锻造方法，其特征是，所述弯曲，弯曲时的外弧尺寸在产品的外弧尺寸上单边加上2～4mm。
4、根据权利要求1所述的汽车零部件拨叉锻造方法，其特征是，所述加热，温度范围为：1150-1250℃。
5、根据权利要求1所述的汽车零部件拨叉锻造方法，其特征是，所述预锻，是指：在压机上将弯曲的坯料进行预成型，以获得为终锻所需要的材料分布状态。
6、根据权利要求1所述的汽车零部件拨叉锻造方法，其特征是，所述终锻，是指：在压机上对预锻后的产品进行锻打成型，使其尺寸满足产品要求。
7、根据权利要求1所述的汽车零部件拨叉锻造方法，其特征是，所述切边，是指：在压机上对锻件的飞边进行切除。
8、根据权利要求1所述的汽车零部件拨叉锻造方法，其特征是，所述精整，是指：在压机上对锻件进行精整，保证产品精度，减少产品脚部变形，使产品最终定型。
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