CN102240688A - 后桥整体车轴快捷挤压成形的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后桥整体车轴快捷挤压成形的方法，首先在中频加热炉中对无缝钢管坯料的两端同时加热，加热的温度自坯料端部向中部递减；之后将加热后的管材坯料通过两次挤压成形完成需要的变形量，使端部形状与壁厚达到图纸要求，使一次加热两道挤压工艺得以实现，减少了坯料的加热次数和成形工序，简化了工艺流程，提高了锻件质量，提高了生产线效率。降低了生产线生产设备数量、节省投资、降低了能耗。

Description

后桥整体车轴快捷挤压成形的方法

技术领域

本发明涉及一种材料加工工程中金属塑性成形的方法，尤其涉及一种后桥整体车轴快捷挤压成形的方法。

背景技术

挂车车轴是挂车车桥上的主要零件，承受重载和交变载荷，它必须具有高的弯曲强度、扭转强度和疲劳强度。目前挂车车轴主要有两种结构形式，即分体式焊接车轴和整体式车轴。分体式焊接车轴由中间轴体和两端的轴头组成，一般轴头为锻造成形，然后和空心轴体部分进行焊接。在车轴生产的早期，主要采用分体式焊接车轴，焊接车轴承载能力低，产品质量不可靠，在焊缝部位存在安全隐患，因此此形式主轴的产量在逐渐萎缩。整体主轴将轴体和轴头联为一体。整体主轴的采用，消除了与焊缝有关的金属不连续性、强度降低和拉应力集中等弊病，具有承载能力强，安全可靠，生产流程短等突出优势，整体主轴已经成为挂车车轴的主要形式和今后的重点发展对象。

现有技术中，整体车轴成形的方法一般有旋轧挤及热挤压两种方法，这两种方法分别具有以下缺点：

旋轧挤生产工艺中，产品端部成形过程中容易失稳；热处理后成形件质量不稳定，废品率较高；不同规格产品的旋轧挤工艺参数需要在生产中摸索，生产过程不稳定，产品质量不能保证，并且生产成本较高；

热挤压生产工艺中，成形后在金属内部组织结构和机械性能上优于旋轧挤工艺，但现存在的生产工艺主要存在工序繁琐，加热次序较多，这不仅降低了工件的机械性能，能耗高，生产过程能源浪费严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、效率高、能耗低的后桥整体车轴快捷挤压成形的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的后桥整体车轴快捷挤压成形的方法，包括步骤：

首先，选取需要的无缝钢管坯料；

然后，在中频加热炉中对所述坯料的两端同时加热，加热的温度自所述坯料端部向中部递减；

之后，将加热后的管材坯料进行第一次成形，由卧式压力机中间的夹紧装置夹紧加热后的坯料，两端模具同时进给，完成第一次变形，第一次变形的缩口量为总缩口量的2/3；

最后，将第一次变形后的钢管坯料放入在所述卧式压力机上的终成形模腔中进行终成形，完成剩余的变形量。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的后桥整体车轴快捷挤压成形的方法，由于首先在中频加热炉中对坯料的两端同时加热，加热的温度自坯料端部向中部递减；之后将加热后的管材坯料通过两次成形完成需要的变形量。使一次加热两道挤压工艺得以实现，大大降低了坯料的加热次数和成形工序数量，简化了工艺流程，提高了锻件质量，提高了生产线效率。降低了生产线生产设备数量、节省投资、降低了能耗。

附图说明

图1为一种挂车后桥车轴的零件图；

图2a、图2b、图2c为本发明实施例提供的后桥整体车轴快捷挤压成形的方法的流程示意图；

图3a为本发明的实施例中应用的成形模架的结构示意图；

图3b为图3a的A-A向剖视图。

图中：1、工作缸支撑，2、工作缸，3、滑块，4、凹模，5、竖向压紧机构，6、可调高度支撑台，7、压套。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的后桥整体车轴快捷挤压成形的方法，其较佳的具体实施方式包括步骤：

首先，选取需要的无缝钢管坯料；

然后，在中频加热炉中对所述坯料的两端同时加热，加热的温度自所述坯料端部向中部递减；

之后，将加热后的管材坯料进行第一次成形，由卧式压力机中间的夹紧装置夹紧加热后的坯料，两端模具同时进给，完成第一次变形，第一次变形的缩口量为总缩口量的2/3；

最后，将第一次变形后的钢管坯料放入在所述卧式压力机上的终成形模腔中进行终成形，完成剩余的变形量。

所述坯料端部加热后的温度分布可以为：

坯料端部30～80mm区域的温度为1200±20°，按照T＝1200°-KL的规律向坯料的中部依次递减，加热区域覆盖全部塑性变形区；

式中：L为距坯料端部高温区的距离，K为与车桥的设计荷载、产品外径、壁厚、缩口系数等参数相关的系数。比如，如图1所，当所述车桥的设计荷载为13吨时，K取2～3。

第一次变形可以实现坯料的增厚及变形的缩口。终成形完成坯料端部剩余的缩径以及对坯料的肩部成形。

本发明的后桥整体车轴快捷挤压成形的方法，工艺过程是将经过一次局部加热的无缝钢管坯料在卧式液压机上经过两个工序的缩径成形，完成全部成形任务。

本发明的特征之一是采用中频感应加热炉，将无缝钢管两端部需要成形部分加热为由端部向中间温度呈一定梯度变化的效果，即端部温度高，向中间部位温度逐渐降低。这种加热效果，可使无缝钢管在成形过程中管材传力区传递力的能力大幅度的提高，提高了极限缩口系数，避免了在常规局部等温加热条件下容易引起的金属堆积现象，更重要的是能够大幅度的提高管材极限缩口变形程度及壁厚增厚程度，保证了缩口工艺的顺利实现。

本发明的特征之二为管坯经一次加热，两道次缩口挤压即可成形终锻件产品。在两道次缩口工艺中，第一次缩口系数和缩口形状的选择为工艺关键，本发明提出结合不同的产品，第一道次可以选择单锥缩口或双锥缩口。一次加热两道挤压工艺的实现，大大降低了坯料的加热次数和成形工序数量，简化了工艺流程，提高了锻件质量，提高了生产线效率。降低了生产线生产设备数量、节省投资、降低了能耗。

具体实施例，针对如图1所示的挂车后桥车轴的挤压成形的方法。

包括如下工艺步骤：

a、如图2a所示，根据不同吨位车轴选取合适的无缝钢管坯料。

b、具体的成型步骤如下：

1)坯料加热：在中频加热炉中对无缝钢管坯料进行带温度梯度的局部加热。加热采用两端同时加热，加热完成后中频炉通过滑轨移开，此时取出加热好的无缝钢管坯料。

加热后的无缝钢管坯料温度分布为：

管坯两端端部30～80mm区域温度为1200±20°；温度大致呈现T＝1200°-KL(L-距离，K-与产品外径、壁厚、缩口系数等参数相关的系数，如图1所示车桥取2～3)的规律向管坯的中部依次递减。加热区域覆盖全部塑性变形区(由于温度呈梯度变化要求比较严格，加热节拍要合理控制)。

2)如图2b所示，一次成形：将加热后的管材坯料放在卧式压力机进行第一步的成形，第一步实现管材增厚及大变形的缩口。无缝钢管坯料放入确定位置后，由卧式压力机中间夹紧装置夹紧，两端模具同时进给，完成第一次变形，第一次变形完成全部工作量的2/3，挤压工件所需要的压力在1840～3800千牛之间。

3)如图2c所示，终成形：这一步主要完成端部剩余的缩径以及对车轴坯料的肩部成形。将一序后的钢管坯料通过机械手放入在同一压机上的终成形模腔中完成成形，完成剩余的工作量。挤压工件所需要的压力在4400～6300千牛之间。

如图3a、图3b所示，是实施例中所用的成形模架的结构示意图，采用630吨的双向卧式挤压机为主机，配以特殊要求的加热炉，可生产长2114mm，轴体外径178mm，端部直径96mm，内壁最大厚度大于35mm满足要求的整体后桥。本发明大大减小了整体挤压后桥车轴的生产工步，提高了工件的质量和劳动生产率，是一种先进的整体车轴成形工艺，应用前景十分广泛。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种后桥整体车轴快捷挤压成形的方法，其特征在于，包括步骤：

首先，选取需要的无缝钢管坯料；

然后，在中频加热炉中对所述坯料的两端同时加热，加热的温度自所述坯料端部向中部递减；

之后，将加热后的管材坯料进行第一次成形，由卧式压力机中间的夹紧装置夹紧加热后的坯料，两端模具同时进给，完成第一次变形，第一次变形的缩口量为总缩口量的2/3；

最后，将第一次变形后的钢管坯料放入在所述卧式压力机上的终成形模腔中进行终成形，完成剩余的变形量。

2.根据权利要求1所述的后桥整体车轴快捷挤压成形的方法，其特征在于，所述坯料端部加热后的温度分布为：

坯料端部30～80mm区域的温度为1200±20°，按照T＝1200°-KL的规律向坯料的中部依次递减，加热区域覆盖全部塑性变形区；

式中：L为距坯料端部高温区的距离，K为与车桥的设计荷载、产品外径、壁厚、缩口系数相关的系数。

3.根据权利要求2所述的后桥整体车轴快捷挤压成形的方法，其特征在于，当所述车桥的设计荷载为13吨时，K取2～3。

4.根据权利要求1、2或3所述的后桥整体车轴快捷挤压成形的方法，其特征在于，所述第一次变形实现坯料的增厚及变形的缩口。

5.根据权利要求4所述的后桥整体车轴快捷挤压成形的方法，其特征在于，所述终成形完成坯料端部剩余的缩径以及对坯料的肩部成形。

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