CN102091916A

CN102091916A - 一种采用辊锻模锻和焊接工艺制造复杂汽车前轴的方法

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Publication number: CN102091916A
Application number: CN 201110001764
Authority: CN
Inventors: 谢家洲; 宋斌; 陈昌银; 王吟洪; 周发明; 蒋林涛; 邓正友; 吴斌; 李伟; 刘勋; 金永洪; 郭俊; 王艳丽; 肖渝; 吴飞; 陈卫东; 陈关洪
Original assignee: HUBEI TRI-RING AXLE Co Ltd
Current assignee: HUBEI TRI-RING AXLE Co Ltd
Priority date: 2011-01-06
Filing date: 2011-01-06
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2031-01-06
Also published as: CN102091916B

Abstract

本发明为一种采用辊锻模锻和焊接工艺制造复杂汽车前轴的方法。属于汽车前轴制造技术领域。主要是解决低入口客车前轴无法用现有设备及工艺生产的问题。它的主要特征是：（1）、选用低碳合金圆钢，按部件A和部件B尺寸下料；（2）、分别采用部件A、部件B模具及利用辊锻-模锻复合工艺对部件A和部件B进行锻造，并使接口部位呈“X”型坡口；（3）、用工装夹具将两件部件B锻造件与一件部件A锻造件定位，然后对“X”型坡口进行多层多道焊焊成汽车前轴。本发明具有锻-焊复合工艺、保证产品质量好、设备及模具投资少、材料利用率高、模具使用寿命长、少污染、能耗低、适合大批量生产的特点，主要用于大型复杂的汽车前轴的制造。

Description

一种采用辊锻模锻和焊接工艺制造复杂汽车前轴的方法

技术领域

本发明属于汽车前轴制造技术领域。具体涉及一种采用辊锻、模锻和焊接相接合工艺生产大型复杂的低入口客车前轴的制造方法。

背景技术

随着现代工业的发展和人民生活水平的提高，为满足人们对出行方便与舒适性越来越高的要求，广汽研究院与我公司合作开发8米低入口客车，来填补国内外中型低入口公交车的技术空白，该车优点如下：1，悬架弹性元件布置在车轮的上方，可实现1米的超宽通道(车宽2.4米)。2，特别设计前桥，可在中型车上实现一级踏步低地板（380MM）。3，可选钢板弹簧及空气悬挂，适应不同用户需求。4，簧距大于2米（为传统结构的2倍），横向稳定性好。5，前轮最大转向角比传统结构大10°左右，转弯半径更小，通过性好。

上述低入口客车车型最关键部分是低入口客车前轴，低入口客车由于两弹簧座置于两车轮之上，因而形状结构复杂，前轴长为2280mm、高度为887mm，水平投影面积约为4800平方厘米的大型复杂锻件，目前生产该大型复杂的低入口客车前轴需要整体锻造模锻力在3万吨以上的大台面锻造模锻设备和多台大台面大吨位制坯设备的锻造生产线，由于生产该前轴所需设备多且投资大，制坯工艺复杂，多火次才能完成，并且锻件的材料利用低，目前国内还没有厂家能生产该前轴。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种采用锻-焊复合工艺、保证产品质量好、设备及模具投资少、材料利用率高、模具使用寿命长、少污染、能耗低、适合大批量生产复杂汽车前轴的方法。

本发明的技术解决方案是：一种采用辊锻模锻和焊接工艺制造复杂汽车前轴的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

（1）、选用低碳合金圆钢，按横向前轴部件A和纵向弹簧座部件B的理论下料尺寸下料；

（2）、分别采用横向前轴部件A、纵向弹簧座部件B模具及利用辊锻-模锻复合工艺对部件A和部件B进行锻造，并使汽车前轴部件A与部件B锻造件的接口部位呈“X”型坡口；

（3）、用工装夹具将两件部件B锻造件与一件部件A锻造件在“X”型坡口处进行定位，然后对“X”型坡口进行多层多道焊焊成汽车前轴。

本发明选用的技术解决方案是：一种采用辊锻模锻和焊接工艺制造复杂汽车前轴的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

（1）、选用20CrMo圆钢，按横向前轴部件A和纵向弹簧座部件B的理论下料尺寸下料；

（2）、将上述部件A和部件B坯料放入中频感应加热装置中加热，传入辊锻机中进行辊锻制坯，再用压力机对辊锻件进行弯曲、模锻成形，整体切边、整体热校正、用链式调质线对锻成形的部件A、部件B进行调质热处理、再对锻件表面清理及表面强化处理，将部件A与部件B的接口部位加工成“X”型坡口；

（3）、用工装夹具将部件B锻造件与一件部件A锻造件在“X”型坡口处进行定位，先用富氩气保护焊焊机实施点焊，再采用焊接翻转机，用富氩气保护焊焊机进行满焊，焊后进行热处理、无损检测，最后机加工成低入口汽车前轴。

本发明由于将整件前轴分解成三个长杆类件，其中，汽车前轴的横向部件A为一个长杆类件，汽车前轴的纵向部件B为二个对称的长杆类件，因而可利用现有辊锻-模锻复合工艺分别对三个长杆类件进行锻造，并且在其之间的连接部位加工成“X”型坡口，即下料——加热——辊锻制坯——弯曲——终锻——切边——热校正——检查——调质处理——抛丸——加工定位基准及“X”型坡口——检查待用，定位后用富氩气保护焊对“X”型坡口进行多层多道焊焊，焊后进行热处理、无损检测，即组装——定位焊——预热——打底——多层多道焊——焊后保温去氢处理，去应力回火——打磨——磁粉探伤——超声波探伤，最后机加工成低入口汽车前轴。

本发明具有先进性和创造性，其表现在：

1、前轴选用焊接性能较好的材料，该材料调质后要具有良好的综合机械性能，容易实现锻焊结合的制造工艺。

2、该工艺利用现有的最大设备6300吨摩擦压力机锻造线就实现了需3万吨以上大台面锻件终成型设备和多台大型制坯设备锻造线才能整体模锻的4.2吨低入口大落差前轴，所以设备投入小，设备投资只有整体模锻的1/10。

3、该工艺对前轴锻件进行分解成三个杆类件，制坯工艺简化，同时利用现有设备及辊锻模锻复合工艺制坯，材料利用率可达90%以上，且少污染。

4、模具投入小，模具投入只有3万吨锻造线的模具投入的1/3，模具使用寿命长，模具可生产20000件（含2次翻新）。

5、该工艺对锻件只需加热一次就能完成锻造，同时设备吨位小、能耗低。

6、低入口客车前轴采用锻-焊复合工艺制造技术，实现了该前轴的制造，该型前轴在国内外属首创，填补国内外中型低入口公交车、客车的技术空白。

本发明主要用于生产大型复杂的低入口客车前轴。

附图说明

图1为低入口客车前轴的立体示意图。

图2为低入口客车前轴左右对称结构的左半结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为部件A的结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为部件B的结构示意图。

图7为“X”型坡口结构示意图。

具体实施方式

该锻重量为180kg。长为2280mm、高度为887mm，且形状结构复杂，水平投影面积约为4800平方厘米的大型复杂的低入口客车前轴具体实施方案：

1、下料：采用GC4035带锯床，切割Φ130的20CrMo GB/T3077-99圆钢，下料成2300长的部件A坯料和890长的部件B坯料；

2、加热：采用KGSP500-1中频感应加热装置，中频加热金属烧损小、温度均匀、节奏快、便于实现自动化；

3、辊锻制坯：采用D42-1000辊锻机，三道次辊锻；

4、采用模锻工艺对辊锻件进行弯曲、终锻：采用J53-6300摩擦压力机先对辊锻件进行弯曲，然后进行锻模锻成形；

5、切边：采用J53-1600摩擦压力机进行整体切边；

6、热校正：采用J53-1600摩擦压力机进行整体热校正；

7、用链式调质线对部件A、B进行调质热处理，提高前轴的综合机械性能；

8、抛丸：室式抛丸机，锻件表面清理及表面强化；

9、加工焊接坡口：万能铣床加工，并使汽车前轴部件A与部件B锻造件的接口部位呈“X”型坡口C；

10、定位焊：采用定位焊接夹具，用NBC350气体保护焊焊机实施点焊；

11、满焊：采用焊接翻转机，用NBC350气体保护焊焊机进行满焊；

12、焊后热处理：先消氢处理，后去应力回火处理；

13、无损检测：超声波探伤及磁粉探伤检查；

14、机加工成低入口客车前轴。

锻造工艺要求：

1、前轴材料采用钢材牌号为20CrMo GB/T3077-99，该材料焊接性能极好与综合机械性能很好；

2、采购的钢坯经检验合格后，下料锻造成形；

3、锻造采用辊模锻复合工艺；

4、锻造毛坯不允许过烧，不允许存在魏氏组织；

5、锻件表面的裂纹、折叠、凹陷、碰伤等缺陷应按GB/T12361和GB/T12362的规定打磨修整；

6、锻件表面氧化皮采用喷丸清理；

7、前轴进行调质处理，调质硬度HB241-285，力学性能，应符合表1的规定；

8、前轴的晶粒度4-6级，不允许存在马氏体及魏氏组织。

焊接工艺要求：

1、检查定位夹具是否正常；

2、检查部件A、部件B坡口C是否合格；

3、清理坡口C，打磨焊缝50mm范围内见金属光泽；

4、焊丝采用HS-60Ni焊丝；

5、采用MAG焊，混合比80%Ar+20CO₂；

6、预热：250-350℃；

7、用引弧板进行定位焊4处，每处不得小于20mm；

8、采用翻边焊，打底一层，翻面两层，而后每焊一层翻一次，每焊一层要用钢板尺进行检查，及时防止弯曲扭曲；

9、层间温度控制在300±50℃；

10、焊后30分钟内必须入炉，300℃保温2小时，消氢处理；

11、焊缝去应力回火，500±10℃，保温2.5小时。

焊后检查：

1、超声波探伤检查，缺陷评定等级符合TB/T1558中的二级要求；

2、磁粉探伤检查，无表面裂纹；

3、目视检查，焊后保证焊缝无咬边、凹陷、不饱满等缺陷；

4、尺寸及形位检查；

5、力学性能检查；

6、垂直疲劳寿命检查要求。

该前轴按QC/T513-1999«汽车前轴疲劳寿命试验方法进行检查，其结果满足QC/T483-1999«汽车前轴疲劳寿命限值。

Claims

1.一种采用辊锻模锻和焊接工艺制造复杂汽车前轴的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

（2）、分别采用横向前轴部件A、纵向弹簧座部件B模具及利用辊锻-模锻复合工艺对部件A和部件B进行锻造，并使汽车前轴部件A与部件B锻造件的接口部位呈“X”型坡口（C）；

（3）、用工装夹具将两件部件B锻造件与一件部件A锻造件在“X”型坡口（C）处进行定位，然后对“X”型坡口（C）进行多层多道焊焊成汽车前轴。

2.根据权利要求1所述的一种采用辊锻模锻和焊接工艺制造复杂汽车前轴的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

（2）、将上述部件A和部件B坯料放入中频感应加热装置中加热，传入辊锻机中进行辊锻制坯，再用压力机对辊锻件进行弯曲、模锻成形，整体切边、整体热校正、用链式调质线对锻成形的部件A、部件B进行调质热处理、再对锻件表面清理及表面强化处理，将部件A与部件B的接口部位加工成“X”型坡口（C）；

（3）、用工装夹具将部件B锻造件与一件部件A锻造件在“X”型坡口（C）处进行定位，先用富氩气保护焊焊机实施点焊，再采用焊接翻转机，用富氩气保护焊焊机进行满焊，焊后进行热处理、无损检测，最后机加工成低入口汽车前轴。