CN102921874A - 一种卡车车桥冷锻成形工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卡车车桥冷锻成形工艺，属于冷锻精密成形技术领域。通过对无缝钢管进行连续四次冷挤压工步，能够实现车桥整体化，改善了传统车桥制造工艺，避免了焊缝质量隐患及由于振动产生的潜在裂纹源，生产出来的车桥强度高负载能力强、成本低效率高。在四次冷挤压工步中，前三次冷挤压均为缩径工艺，第四次冷挤压为圆推方工艺，即将车桥中间部分由无缝钢管挤压成方管。
Description
技术领域
本发明涉及一种整体式车桥冷锻成形工艺，具体涉及一种卡车车桥冷锻成形工艺，属于冷锻精密成形技术领域。
背景技术
车桥是卡车等载重车辆行驶系统中的重要零件；通过悬架与车架（或承载式车身）相连接，其两端安装车轮，起传递车架（或承载式车身）与车轮之间的各种作用力及其力矩的作用。该零件结构如图1所示，主要包括第一轴头1、桥壳本体2及第二轴头3，第一轴头1和第二轴头3与车轮系统相连接，桥壳本体与汽车悬架系统相连接。目前此类零件的生产工艺主要有两种，一是分别成形出轴头部分和桥壳本体，通过后续机加工合格后，然后将三部分焊接在一起。二是采用热锻工艺成形出两端轴头，中间方管部分通过滚轧而成，然后再后续机加工其余尺寸。采用第一种工艺，尽管如今焊接技术已达到较高水平，但还是会出现焊缝质量隐患，且工艺较为复杂。采用第二种工艺，滚轧会造成车桥内壁表面折皱，在卡车运行过程中，连续不断的振动会使得折皱的内壁表面成为潜在的裂纹源，且热锻模具寿命低，能耗大，工作条件恶劣。为提高车桥质量，实现汽车业降本增效，亟需采用降能减耗的绿色锻造工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有工艺的不足，推出了一种卡车车桥冷锻成形工艺，所有成形工艺均在室温下进行，不仅降本增效，大大减少了能耗，不采用传统磷皂化润滑处理，属于绿色锻造范畴，且采用此新工艺生产出的车桥表面质量好，无焊缝质量隐患，无由振动形成的潜在裂纹源。
本发明实现上述目的的技术方案是：本发明所述的一种卡车车桥冷锻成形工艺，主要包括以下步骤：
第一步，根据产品尺寸规格的要求，对无缝钢管进行剪切或锯切下料；
第二步，对剪切或锯切下料的无缝钢管进行正火或退火处理，温度为880℃～920℃，通过改善无缝钢管原始坯料中的片状珠光体组织，使得连续挤压过程中不易开裂；
第三步，将正火或退火处理后的无缝钢管进行端面车平，使端面与无缝钢管轴线垂直度控制在0.5mm以内；
第四步，对无缝钢管表面进行喷砂抛丸处理，并在无缝钢管的表面涂覆皂化油；
第五步，在室温条件下，将表面涂覆皂化油的无缝钢管两端分别穿过缩径凹模进行缩径操作，尺寸公差控制在±0.02mm以内，无缝钢管端面与轴线垂直度公差控制在0.02mm以内，表面粗糙度达到Ra0.10；
第六步，在无缝钢管两端的第一次缩径操作完成后，依照第五步的工序对无缝钢管的两端进行第二次缩径和第三次缩径，使无缝钢管两端的轴径进一步减小，第二次缩径和第三次缩径的工艺技术要求与第一次缩径一致，同样是在室温条件下成形，当无缝钢管两端的轴径都达到工艺要求后转入下一步骤；
第七步，将经过缩径工艺处理合格的无缝钢管中间部分穿过异形凹模进行圆轴改方轴操作，所述异形凹模的模芯腔中靠近上端面的部分为圆柱形，做为坯料定位用，靠近下端面的部分为方柱形，用以达到车桥的工艺设计要求，模芯腔中的圆柱形与方柱形之间的部分为曲面圆滑过渡设计，成形条件也是在室温下进行，无需加热。
本发明进一步地限定方案为，前述的卡车车桥冷锻成形工艺，所述缩径凹模由硬质合金模芯和预应力套组成，所述硬质合金模芯设有变径芯腔，所述变径芯腔依次由料桶区、挤压工作带和透空区三部分组成；所述料桶区直径比坯料直径大0.2～0.3mm，所述透空区直径比所述挤压工作带最小直径大0.1～0.2mm。
前述的卡车车桥冷锻成形工艺，所述硬质合金模芯的硬度大于HRA85。
进一步地，前述的卡车车桥冷锻成形工艺，所述异形凹模中圆柱形高为10mm，方柱形高为5mm。
本发明的有益效果：（1）采用本发明的工艺生产出的车桥件质量高性能佳，由于是整体连续成形，不存在焊缝，也就不存在传统工艺的焊缝潜在质量问题；相比于热锻成形工艺，车桥件内壁表面质量好，无潜在的折皱成为振动产生的裂纹源；（2）本发明所用的工艺成本低效率高，能够大大降低能耗，大大简化了传统工艺流程，无需焊接成形，且无需加热装置，成本得到了很大降低。
附图说明
图1为现有是卡车车桥结构示意图。
图2为本发明工艺加工制成的卡车车桥结构示意图。
图3为本发明缩径凹模结构示意图。
图4为本发明异性凹模结构示意图。
图5为无缝钢管坯料原始金相组织。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种卡车车桥冷锻成形工艺，如图2至图4所示，主要包括以下步骤：第一步，根据产品尺寸规格的要求，对无缝钢管进行剪切或锯切下料；第二步，对剪切或锯切下料的无缝钢管进行正火处理，如图5所示，无缝钢管的初始金相组织状态呈片状珠光体组织，在连续三次缩径挤压工序中易出现开裂等现象，因此需对无缝钢管进行正火或完全退火处理，本实施例采用的正火温度为900℃，通过改善无缝钢管原始坯料中的片状珠光体组织，使得连续挤压过程中不易开裂；第三步，将正火或退火处理后的无缝钢管进行端面车平，使端面与无缝钢管轴线垂直度控制在0.5mm以内；第四步，对无缝钢管表面进行喷砂抛丸处理，并在无缝钢管的表面涂覆皂化油，不仅能保护钢管的表面，而且还能减少在缩径过程中的阻力；第五步，在室温条件下，将表面涂覆皂化油的无缝钢管两端分别穿过缩径凹模进行缩径操作，尺寸公差控制在±0.02mm以内，无缝钢管端面与轴线垂直度公差控制在0.02mm以内，表面粗糙度达到Ra0.10；第六步，在无缝钢管两端的第一次缩径操作完成后，依照第五步的工序对无缝钢管的两端进行第二次缩径和第三次缩径，使无缝钢管两端的轴径进一步减小，第二次缩径和第三次缩径的工艺技术要求与第一次缩径一致，同样是在室温条件下成形，当无缝钢管两端的轴径都达到工艺要求后转入下一步骤；第七步，将经过缩径工艺处理合格的无缝钢管中间部分穿过异形凹模进行圆轴改方轴操作，在异形凹模外圈还设有异性凹模预应力套7，异形凹模6的模芯腔中靠近上端面的部分为圆柱形，做为坯料定位用，靠近下端面的部分为方柱形，其中圆柱形高为10mm，方柱形高为5mm，用以达到车桥的工艺设计要求，模芯腔中的圆柱形与方柱形之间的部分为曲面圆滑过渡设计，成形条件也是在室温下进行，无需加热。
本实施例中的缩径凹模由硬质合金模芯4和预应力套5组成，硬质合金模芯4的硬度大于HRA85，硬质合金模芯设有变径芯腔，变径芯腔依次由料桶区4-1、挤压工作带4-2和透空区4-3三部分组成；料桶区直径比坯料直径大0.2～0.3mm，透空区直径比挤压工作带最小直径大0.1～0.2mm。
本实施例通过对无缝钢管进行连续四次冷挤压工步，能够实现车桥整体化，改善了传统车桥制造工艺，避免了焊缝质量隐患及由于振动产生的潜在裂纹源，生产出来的车桥强度高负载能力强、成本低效率高。在四次冷挤压工步中，前三次冷挤压均为缩径工艺，第四次冷挤压为圆推方工艺，即将车桥中间部分由无缝钢管挤压成方管。
如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (4)
1.一种卡车车桥冷锻成形工艺，其特征在于主要包括以下步骤：
第一步，根据产品尺寸规格的要求，对无缝钢管进行剪切或锯切下料；
第二步，对剪切或锯切下料的无缝钢管进行正火处理或退火处理，温度约为880℃～920℃，通过改善无缝钢管原始坯料中的片状珠光体组织，使得连续挤压过程中不易开裂；
第三步，将正火或退火处理后的无缝钢管进行端面车平，使端面与无缝钢管轴线垂直度控制在0.5mm以内；
第四步，对无缝钢管表面进行喷砂抛丸处理，并在无缝钢管的表面涂覆皂化油；
第五步，在室温条件下，将表面涂覆皂化油的无缝钢管两端分别穿过缩径凹模进行缩径操作，尺寸公差控制在±0.02mm以内，无缝钢管端面与轴线垂直度公差控制在0.02mm以内，表面粗糙度达到Ra0.10；
第六步，在无缝钢管两端的第一次缩径操作完成后，依照第五步的工序对无缝钢管的两端进行第二次缩径和第三次缩径，使无缝钢管两端的轴径进一步减小，第二次缩径和第三次缩径的工艺技术要求与第一次缩径一致，同样是在室温条件下成形，当无缝钢管两端的轴径都达到工艺要求后转入下一步骤；
第七步，将经过缩径工艺处理合格的无缝钢管的中间部分穿过异形凹模进行圆轴改方轴操作，所述异形凹模的模芯腔中靠近上端面的部分为圆柱形，做为坯料定位用，靠近下端面的部分为方柱形，用以达到车桥的工艺设计要求，模芯腔中的圆柱形与方柱形之间的部分为曲面圆滑过渡设计，成形条件也是在室温下进行，无需加热。
2.根据权利要求1所述的卡车车桥冷锻成形工艺，其特征在于：所有成形工艺均在室温条件下进行，所述缩径凹模由硬质合金模芯和预应力套组成，所述硬质合金模芯设有变径芯腔，所述变径芯腔依次由料桶区、挤压工作带和透空区三部分组成；所述料桶区直径比坯料直径大0.2～0.3mm，所述透空区直径比所述挤压工作带最小直径大0.1～0.2mm。
3.根据权利要求2所述的卡车车桥冷锻成形工艺，其特征在于：所述硬质合金模芯的硬度大于HRA85。
4.根据权利要求1所述的卡车车桥冷锻成形工艺，其特征在于：所述异形凹模中圆柱形高为10mm，方柱形高为5mm。
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