CN111790769A - 一种传动转向臂锻造工艺 - Google Patents
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Abstract
一种传动转向臂锻造工艺,包括以下步骤:(1)下料;(2)加热;(3)制坯压弯;(4)预、终锻成型;(5)切边;(6)校正;(7)抛丸;(8)正火。本发明设计合理,工序紧凑,方便操作,每道工序基本都有质量检测,大大提高了锻件材料利用率以及成型率,减小后续的机加工量,降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于锻造技术领域,具体涉及一种传动转向臂锻造工艺。
背景技术
工程车辆中有一种传动转向臂属于阶梯、细长型结构,传动转向臂锻件(如图1和图2所示)整体截面积对比差比较大,特别是传动转向臂锻件两端截面积相差较大,并且大端6(右端)和小端7(左端)中间还有连接筋8,传动转向臂锻件大端6和小端7中间的连接筋8部分存在77.5mm的高差,由于锻件两端截面相差较大,并且又不在同一直线上使其成形难度大,材料利用率低,锻件易产生错移缺陷。由于传动转向臂结构的特殊性,锻造工艺多采用大毛坯锻造,使用的设备是锤锻或者自由锻,后续通过机械加工成所需零部件,这种工艺的缺点主要有:
①传动转向臂整体截面积相差较大,问了满足传动转向臂最大截面积处的成型,需要选择直径比较大的坯料,坯料没有制坯直接放入型腔锻造,在锻造过程中,受毛边的影响设备会打不靠,造成截面积小的地方厚度方向尺寸超差。
由于锤锻设备导向精度不高,工作时的冲击性质和锤头行程不固定,全靠工人的踩锤力度,锻件的尺寸精度不高,为了保证锻件的加工尺寸,锤锻锻件加工余量单边8mm左右,后续机加工浪费材料较多,金加工刀具消耗比较大。
②使用锤锻设备对单一型腔内多次打击逐步成型,锤头打击速度虽然比较快,但每次打击的变形量很小,单个锻件需要打击十几次才能成型,生产效率低;
在锤头回程的过程中,上模型腔会带动锻件脱离型腔,在锻件自由落体回到型腔时,锻件轴向相对于模具型腔轴向会发生偏移,金属在流动的过程中阻力不同,会造成锻件折叠。
③大毛坯锻造后的传动转向臂毛边比较大,并且圆周不均匀,在切边过程中切边刃口部位受力不均,造成传动转向臂大端和小端中间落差处斜度超差,锻件废品率高。
目前也有采用加热模锻的方式锻造传动轴转向臂,这种结构的传动转向臂在模锻过程中存在以下问题:
1)传动转向臂两端截面积相差大,选择大端6成型用的原材料规格时,造成小端7坯料过多,模锻时小端会存在打不动的情况,模锻后的小端和毛边比设计的都厚,模锻件圆周毛边温度会降低100℃左右,在模锻的时候由于毛边的影响,小端存在打不靠的现象,实际生产的锻件会厚2mm左右,造成锻件尺寸超差。选择小端成型用的原材料规格时,大端成型所需的坯料不足,锻件存在打不满或严重缺料的情况,造成锻件报废,增加生产过程成本。
2)传动转向臂大端和小端中间存在高差,①圆柱状的坯料1放置模锻上模2和模锻下模3之间的模锻型腔4时,坯料1是斜放在模锻型腔4的模锻下模3上的(如图3所示),坯料1的下端和中部与模锻下模3相接触,在前后方向没有定位,工人在放置的坯料1时位置一致性差;②在锻打过程中,在模锻设备压力的作用下模锻上模2下移,模锻上模2与坯料1接触时坯料1会前后移动或左右摆动;考虑到以上因素,在下料时会选择比较大的坯料1,使得传动转向臂成形难度大,锻件材料利用率低,锻件成型率低。
3)传动转向臂大端和小端之间的连接筋的斜度为40.5°,斜度公差为±1°,由于锻件厚度和切边温度的不一致导致切边后的锻件高差处发生变形,严重时造成锻件报废。由于传动转向臂结构的特殊性,锻件设计时采用大加工余量,后续通过机械加工成所需零部件,机加工浪费材料较多,加工效率低。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处,提供一种易于操作、材料利用率高,成型率高、机加工余量小的传动转向臂锻造工艺。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种传动转向臂锻造工艺,包括以下步骤:
(1)下料;
(2)加热;
(3)制坯压弯;
(4)预、终锻成型;
(5)切边;
(6)校正;
(7)抛丸;
(8)正火。
步骤(1)下料的具体过程为:原材料使用φ60mm的40Cr钢,下料重量为7.84±0.02Kg。使用P70B高速圆锯机锯切坯料;高速圆锯机锯的转速为120-130r/s,齿切厚0.065-0.07mm,单件坯料的下料时间为12s,下料长度公差为±0.05mm,端面马蹄度≤0.1mm。
步骤(2)加热的具体过程为:使用1000KW的中频感应加热炉对坯料加热,加热温度范围为1100-1200℃,坯料温度的控制方法是利用红外线测温仪对加热后的坯料进行分选,分选为: 1100-1200℃为正常坯料、<1100℃为低温料、>1200℃为高温料,分选后的三种坯料通过不同的滑道到达指定的位置。低温料和高温料的滑道终端设置低温料筐和高温料筐,低温料筐和高温料筐上开有进料口并加锁,保证不会混料的同时避免工人拿取不合格坯料;其中低温料可重新再加热使用一次,再次欠温后进行报废处理,避免多次加热造成锻件组织不符合要求;高温料直接报废处理,质量人员定期清理高温料并标识隔离。
步骤(3)制坯压弯的具体过程为:在160吨冲床的工作台上安装制坯压弯模具,制坯压弯模具包括制坯上模和制坯下模,制坯上模安装在冲床的上滑块,制坯下模安装在工作台上,制坯上模的下表面自左向右依次为左低右高的第一上平面、左高右低的第二上平面和左低右高的第三上平面,第一上平面右侧边与第二上平面左侧边通过第一上圆弧面过渡,第二上平面右侧边与第三上平面左侧边通过第二上圆弧面过渡,第一上圆弧面的半径大于第二上圆弧面的半径,第一上平面的左侧边低于第二上圆弧面的最低点,第一上圆弧面的最高点低于第三上平面的右侧边;
制坯下模的上表面自左向右依次为左低右高的第一下平面、左高右低的第二下平面、左低右高的第三下平面和定位支撑台阶;
第一下平面右侧边与第二下平面左侧边通过第一下圆弧面过渡,第二下平面右侧边与第三下平面左侧边通过第二下圆弧面过渡,第一下圆弧面的半径小于第二下圆弧面的半径,第一下平面的左侧边低于第二下圆弧面的最低点,第一下圆弧面的最高点高于第三下平面的右侧边,定位支撑台阶的最高点高于第一下圆弧面的最高点,定位支撑台阶的左侧下部与第三下平面的右侧边通过第三下圆弧面过渡,定位支撑台阶的左侧上部设有与第一下圆弧面等高的第四下圆弧面;
根据传动转向臂中间的连接筋的斜度设计第二上平面和第二下平面的斜度,考虑到坯料放置的问题,定位支撑台阶左侧上部的第四下圆弧面作为坯料右端的定位支撑点,第一下圆弧面作为坯料中部的支撑点,从而保证坯料放置在制坯型腔时有两个支点,确保稳定性;为了解决传动转向臂的大端和小端截面积差别的问题,根据传动转向臂的截面积设计制坯型腔的厚度,在制坯上模向下移动到最低位置时,第一上平面和第一下平面平行,第二上平面与第二下平面平行,第三上平面与第三下平面平行,第一上平面和第一下平面之间的距离L1的尺寸等于传动转向臂小端的厚度,第三上平面与第三下平面之间的距离L2的尺寸等于传动转向臂大端的厚度,这样就将圆柱状的坯料被压弯成具有两个弯儿的长条扁型制坯件。
步骤(4)预、终锻成型的具体过程为:将预锻模具和终锻模具安装在4000吨热模锻压力机上,安装预锻模具和终锻模具前使用模具预热炉预热模具,模具温度达到400℃时,进行安装固定,这样可以确保模具预热温度均匀性好;安装模具后,模具不用再次预热,提高生产效率;模具使用寿命提高;
制坯件依次放入预锻模具、终锻模具的型腔锻造成型,要保证传动转向臂锻造质量的一致性,就要保证预、终锻锻造温度的一致性,在预、终锻型腔对应处加设红外线测温探头及报警装置,对预锻前的制坯件、终锻前的预锻件温度进行测量,并将测量的温度在显示屏上显示,当制坯件、预锻件温度不符合系统设置范围时,报警装置进行报警,工人将该制坯件或预锻件取出放入废品筐,进行报废处理;
在锻造过程工人利用喷枪对预锻模具和终锻模具的型腔内喷洒石墨乳溶液,润滑模具的同时降低模具型腔表面的温度,石墨乳溶液中石墨乳与水的重量配比比例为1:7,这一比例即可减少石墨乳用量的同时可以达到最有效的润滑效果。
预锻模具包括预锻上模和位于预锻上模下方的预锻下模,预锻上模下表面和预锻下模上表面之间开设有预锻型腔,预锻型腔自左向右依次为小端预锻腔、左高右低的连接筋预锻腔和大端预锻腔,预锻上模和预锻下模之间的分模面在预锻型腔的周围设有一圈预锻飞边仓,预锻飞边仓的厚度为3-5mm,预锻上模和预锻下模的左侧开设有与预锻飞边仓的左侧连通的预锻钳口;在预锻过程中,产生的飞边进入到预锻飞边仓内,在取出预锻件时,预锻夹钳伸入到预锻钳口内夹住飞边,将预锻件从预锻型腔取出。
终锻模具包括终锻上模和位于终锻上模下方的终锻下模,终锻上模下表面和终锻下模上表面之间开设有终锻型腔,终锻型腔自左向右依次为小端终锻腔、左高右低的连接筋终锻腔和大端终锻腔,终锻上模和终锻下模之间的分模面在终锻型腔的周围设有一圈飞边过渡通道和终锻飞边仓,飞边过渡通道的厚度为1-3mm,终锻飞边仓的厚度为5-8mm,终锻上模和终锻下模的左侧开设有与终锻飞边仓的左侧连通的终锻钳口, 终锻上模下表面在连接筋终锻腔的中部沿倾斜方向设有一条上压凸条,终锻下模上表面在连接筋终锻腔的中部沿倾斜方向设有一条下压凸条,上压凸条和下压凸条关于连接筋终锻腔沿长度方向的中心线对称设置;
终锻模具的终锻上模与预锻模具的预锻上模采用一体结构,终锻模具的终锻下模与预锻模具的预锻下模采用一体结构,终锻型腔和预锻型腔前后间隔布置;在终锻过程中,产生的飞边进入到终锻飞边仓内,在取出终锻件时,终锻夹钳伸入到终锻钳口内夹住飞边,将终锻件从终锻型腔取出
步骤(5)切边的具体过程为:切边模具安装在400吨闭式单点压力机上,400吨闭式单点压力机的导轨间隙≤0.5mm,保证终锻件切边后周向毛边的一致性;在终锻工位到400吨闭式单点压力机之间加装输送带,锻造后的传动转向臂锻件放置在输送带上输送到进行降温,还可有效避免锻件堆积产生磕碰伤;
步骤(6)校正的具体过程为:校正模具安装在300吨摩擦压力机上,按切边后锻件的顺序依次校正,校正温度为550-600℃,可保证:①校正后的锻件尺寸精度在0.5mm以内;②传动转向臂的大端和小端之间连接筋的斜度公差保证在±0.5°。
步骤(7)抛丸的具体过程为:采用1200Kg履带式抛丸机进行抛丸,抛丸机中采用特殊的铸钢丸,双层除尘布袋;铸钢丸不易粉粹,不会增加粉尘,经过双层布袋除尘;产品表面抛丸掉的氧化皮得到充分过滤,不会飘散到空气中;产品表面无裂纹、无氧化皮、无碰伤缺陷;1200Kg履带式抛丸机装机量:不大于240件锻件,抛丸电流:20-25A,抛丸时间:25-30分钟,铸钢丸规格:¢0.8-1mm
步骤(8)正火的具体过程为:采用网带式燃气加热连续炉进行正火处理,装炉方式为用减速机将盛有锻件的料框翻转使锻件倒入振动进料机,振动进料机通过振动将工件均匀平铺在输送的网带上,每小时装炉量1000Kg,在850-860℃下加热和保温处理84分钟,然后出炉后在炉体上用专用的3个轴流风机对零件进行强力风冷,热处理后产品表面硬度在HB200-250,抗拉强度均匀在766-784MPa,屈服强度均匀在477-7485MPa,延长率A≥23%。
采用上述技术方案,本发明在下料时采用高速圆锯机下料,速度快,坯料精度高,为锻件质量的一致性提高有利条件。在加热工序中,产生的低温料容易造成:①坯料充满预锻型腔速度减慢,深型腔易出现锻件充不满的现象,造成锻件报废;②设备打击力量增大,模具受力增大,造成设备和模具损坏;③设备出现打不动的现象,锻件几何尺寸超差,严重时造成设备闷车。高温料容易造成:坯料组织晶粒粗大,锻件强度和机械性能下降,造成锻件报废。
在加热监控所用的红外线测温仪发生故障若不能及时发现,中频感应加热炉红外线测温口配备显示屏和报警器。针对产品的工艺参数调整红外线测温仪的低温、高温范围,产品工艺参数的设定是要考虑:①锻件的成型力;②成型后锻件的晶粒度、组织;③坯料加热时的电力损耗;④坯料的加热频率和设备打击频率的匹配。每种产品的工艺参数都输入系统,工人生产时可以直接调取锻造产品的工艺参数,避免参数不一致造成锻件质量问题。
显示屏能实时显示坯料温度,连续出现低温料、高温料2件以上,报警器进行报警,提示工人查看中频感应加热炉是否出现故障,避免批量事故的发生。
另外,在中频感应炉出料口加设氧化皮处理箱,利用2MP的高压水去除坯料氧化皮,提高加热后坯料的表面质量。
制坯压弯时可以改变坯料长度方向不同部位的截面积,保证锻件成型的同时,锻件圆周毛边也比较均匀,可提高锻件的材料利用率,锻件一致性高。
制坯件放置到预锻型腔内时,大端和小端之间部分的斜度与预锻型腔的连接筋预锻腔接触,工人放置制坯件的时候保证落差处的斜度与预锻型腔贴紧,制坯件在预锻型腔前后位置的一致性就能保证,对工人操作要求低,生产效率提高,锻件成品率提高。
综上所述,本发明设计合理,工序紧凑,方便操作,每道工序基本都有质量检测,大大提高了锻件材料利用率以及成型率,减小后续的机加工量,降低了生产成本。
附图说明
图1是传动转向臂锻件的结构示意图;
图2是图1的俯视图;
图3是现有圆柱状坯料加热后直接放入模锻模具时的示意图。
图4是本发明中制坯压弯模具的结构示意图;
图5是制坯压弯后坯料的结构示意图;
图6是本发明中预锻模具的结构示意图;
图7是本发明中终锻模具的结构示意图。
具体实施方式
如图4-图7所示,本发明的一种传动转向臂锻造工艺,包括以下步骤:
(1)下料;
(2)加热;
(3)制坯压弯;
(4)预、终锻成型;
(5)切边;
(6)校正;
(7)抛丸;
(8)正火。
步骤(1)下料的具体过程为:原材料使用φ60mm的40Cr钢,下料重量为7.84±0.02Kg。使用P70B高速圆锯机锯切坯料;高速圆锯机锯的转速为120-130r/s,齿切厚0.065-0.07mm,单件坯料的下料时间为12s,下料长度公差为±0.05mm,端面马蹄度≤0.1mm。
步骤(2)加热的具体过程为:使用1000KW的中频感应加热炉对坯料1加热,加热温度范围为1100-1200℃,坯料1温度的控制方法是利用红外线测温仪对加热后的坯料1进行分选,分选为: 1100-1200℃为正常坯料1、<1100℃为低温料、>1200℃为高温料,分选后的三种坯料1通过不同的滑道到达指定的位置。低温料和高温料的滑道终端设置低温料筐和高温料筐,低温料筐和高温料筐上开有进料口并加锁,保证不会混料的同时避免工人拿取不合格坯料1;其中低温料可重新再加热使用一次,再次欠温后进行报废处理,避免多次加热造成锻件组织不符合要求;高温料直接报废处理,质量人员定期清理高温料并标识隔离。
步骤(3)制坯压弯的具体过程为:在160吨冲床的工作台上安装制坯压弯模具,制坯压弯模具包括制坯上模20和制坯下模21,制坯上模20安装在冲床的上滑块,制坯下模21安装在工作台上,制坯上模20的下表面自左向右依次为左低右高的第一上平面22、左高右低的第二上平面23和左低右高的第三上平面9,第一上平面22右侧边与第二上平面23左侧边通过第一上圆弧面10过渡,第二上平面23右侧边与第三上平面9左侧边通过第二上圆弧面11过渡,第一上圆弧面10的半径大于第二上圆弧面11的半径,第一上平面22的左侧边低于第二上圆弧面11的最低点,第一上圆弧面10的最高点低于第三上平面9的右侧边;
制坯下模21的上表面自左向右依次为左低右高的第一下平面12、左高右低的第二下平面13、左低右高的第三下平面14和定位支撑台阶15;
第一下平面12右侧边与第二下平面13左侧边通过第一下圆弧面16过渡,第二下平面13右侧边与第三下平面14左侧边通过第二下圆弧面17过渡,第一下圆弧面16的半径小于第二下圆弧面17的半径,第一下平面12的左侧边低于第二下圆弧面17的最低点,第一下圆弧面16的最高点高于第三下平面14的右侧边,定位支撑台阶15的最高点高于第一下圆弧面16的最高点,定位支撑台阶15的左侧下部与第三下平面14的右侧边通过第三下圆弧面18过渡,定位支撑台阶15的左侧上部设有与第一下圆弧面16等高的第四下圆弧面19;
根据传动转向臂中间的连接筋的斜度设计第二上平面23和第二下平面13的斜度,考虑到坯料1放置的问题,定位支撑台阶15左侧上部的第四下圆弧面19作为坯料1右端的定位支撑点,第一下圆弧面16作为坯料1中部的支撑点,从而保证坯料1放置在制坯型腔时有两个支点,确保稳定性;为了解决传动转向臂的大端和小端截面积差别的问题,根据传动转向臂的截面积设计制坯型腔的厚度,在制坯上模20向下移动到最低位置时,第一上平面22和第一下平面12平行,第二上平面23与第二下平面13平行,第三上平面9与第三下平面14平行,第一上平面22和第一下平面12之间的距离L1的尺寸等于传动转向臂小端的厚度,第三上平面9与第三下平面14之间的距离L2的尺寸等于传动转向臂大端的厚度,这样就将圆柱状的坯料1被压弯成具有两个弯儿的长条扁型制坯件24。
步骤(4)预、终锻成型的具体过程为:将预锻模具和终锻模具安装在4000吨热模锻压力机上,安装预锻模具和终锻模具前使用模具预热炉预热模具,模具温度达到400℃时,进行安装固定,这样可以确保模具预热温度均匀性好;安装模具后,模具不用再次预热,提高生产效率;模具使用寿命提高;
制坯件24依次放入预锻模具、终锻模具的型腔锻造成型,要保证传动转向臂锻造质量的一致性,就要保证预、终锻锻造温度的一致性,在预、终锻型腔对应处加设红外线测温探头及报警装置,对预锻前的制坯件24、终锻前的预锻件温度进行测量,并将测量的温度在显示屏上显示,当制坯件24、预锻件温度不符合系统设置范围时,报警装置进行报警,工人将该制坯件24或预锻件取出放入废品筐,进行报废处理;
在锻造过程工人利用喷枪对预锻模具和终锻模具的型腔内喷洒石墨乳溶液,润滑模具的同时降低模具型腔表面的温度,石墨乳溶液中石墨乳与水的重量配比比例为1:7,这一比例即可减少石墨乳用量的同时可以达到最有效的润滑效果。
预锻模具包括预锻上模25和位于预锻上模25下方的预锻下模26,预锻上模25下表面和预锻下模26上表面之间开设有预锻型腔27,预锻型腔27自左向右依次为小端预锻腔、左高右低的连接筋预锻腔和大端预锻腔,预锻上模25和预锻下模26之间的分模面在预锻型腔27的周围设有一圈预锻飞边仓28,预锻飞边仓28的厚度为3-5mm,预锻上模25和预锻下模26的左侧开设有与预锻飞边仓28的左侧连通的预锻钳口29;在预锻过程中,产生的飞边进入到预锻飞边仓28内,在取出预锻件时,预锻夹钳伸入到预锻钳口29内夹住飞边,将预锻件从预锻型腔27取出。
终锻模具包括终锻上模30和位于终锻上模30下方的终锻下模31,终锻上模30下表面和终锻下模31上表面之间开设有终锻型腔32,终锻型腔32自左向右依次为小端终锻腔、左高右低的连接筋终锻腔和大端终锻腔,终锻上模30和终锻下模31之间的分模面在终锻型腔32的周围设有一圈飞边过渡通道33和终锻飞边仓34,飞边过渡通道33的厚度为1-3mm(方便切边),终锻飞边仓34的厚度为5-8mm,终锻上模30和终锻下模31的左侧开设有与终锻飞边仓34的左侧连通的终锻钳口35, 终锻上模30下表面在连接筋终锻腔的中部沿倾斜方向设有一条上压凸条36,终锻下模31上表面在连接筋终锻腔的中部沿倾斜方向设有一条下压凸条37,上压凸条36和下压凸条37关于连接筋终锻腔沿长度方向的中心线对称设置;上压凸条36和下压凸条37分别用于压出连接筋8上侧面和下侧面上的减重长槽38(图1所示)。
终锻模具的终锻上模30与预锻模具的预锻上模25采用一体结构,终锻模具的终锻下模31与预锻模具的预锻下模26采用一体结构,终锻型腔32和预锻型腔27前后间隔布置;在终锻过程中,产生的飞边进入到终锻飞边仓34内,在取出终锻件时,终锻夹钳伸入到终锻钳口35内夹住飞边,将终锻件从终锻型腔32取出
步骤(5)切边的具体过程为:切边模具安装在400吨闭式单点压力机上,400吨闭式单点压力机的导轨间隙≤0.5mm,保证终锻件切边后周向毛边的一致性;在终锻工位到400吨闭式单点压力机之间加装输送带,锻造后的传动转向臂锻件放置在输送带上输送到进行降温,还可有效避免锻件堆积产生磕碰伤;
步骤(6)校正的具体过程为:校正模具安装在300吨摩擦压力机上,按切边后锻件的顺序依次校正,校正温度为550-600℃,可保证:①校正后的锻件尺寸精度在0.5mm以内;②传动转向臂的大端和小端之间连接筋8的斜度公差保证在±0.5°。
步骤(7)抛丸的具体过程为:采用1200Kg履带式抛丸机进行抛丸,抛丸机中采用特殊的铸钢丸,双层除尘布袋;铸钢丸不易粉粹,不会增加粉尘,经过双层布袋除尘;产品表面抛丸掉的氧化皮得到充分过滤,不会飘散到空气中;产品表面无裂纹、无氧化皮、无碰伤缺陷;1200Kg履带式抛丸机装机量:不大于240件锻件,抛丸电流:20-25A,抛丸时间:25-30分钟,铸钢丸规格:¢0.8-1mm
步骤(8)正火的具体过程为:采用网带式燃气加热连续炉进行正火处理,装炉方式为用减速机将盛有锻件的料框翻转使锻件倒入振动进料机,振动进料机通过振动将工件均匀平铺在输送的网带上,每小时装炉量1000Kg,在850-860℃下加热和保温处理84分钟,然后出炉后在炉体上用专用的3个轴流风机对零件进行强力风冷,热处理后产品表面硬度在HB200-250,抗拉强度均匀在766-784MPa,屈服强度均匀在477-7485MPa,延长率A≥23%。
使用本发明的预锻模具后进行了试验,具有以下直接的优点:
1)减小锻件的加工余量,单件锻件减轻0.4Kg,金加工效率提高;
2)材料利用率提高8%;
3)班产由400件提高到500件,生产效率提高了25%;
4)锻件质量一致性提高,废品率降低2%。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种传动转向臂锻造工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)下料;
(2)加热;
(3)制坯压弯;
(4)预、终锻成型;
(5)切边;
(6)校正;
(7)抛丸;
(8)正火。
2.根据权利要求1所述的一种传动转向臂锻造工艺,其特征在于:步骤(1)下料的具体过程为:原材料使用φ60mm的40Cr钢,下料重量为7.84±0.02Kg;
使用P70B高速圆锯机锯切坯料;高速圆锯机锯的转速为120-130r/s,齿切厚0.065-0.07mm,单件坯料的下料时间为12s,下料长度公差为±0.05mm,端面马蹄度≤0.1mm。
3.根据权利要求1所述的一种传动转向臂锻造工艺,其特征在于:步骤(2)加热的具体过程为:使用1000KW的中频感应加热炉对坯料加热,加热温度范围为1100-1200℃,坯料温度的控制方法是利用红外线测温仪对加热后的坯料进行分选,分选为: 1100-1200℃为正常坯料、<1100℃为低温料、>1200℃为高温料,分选后的三种坯料通过不同的滑道到达指定的位置;
低温料和高温料的滑道终端设置低温料筐和高温料筐,低温料筐和高温料筐上开有进料口并加锁,保证不会混料的同时避免工人拿取不合格坯料;其中低温料可重新再加热使用一次,再次欠温后进行报废处理,避免多次加热造成锻件组织不符合要求;高温料直接报废处理,质量人员定期清理高温料并标识隔离。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种传动转向臂锻造工艺,其特征在于:步骤(3)制坯压弯的具体过程为:在160吨冲床的工作台上安装制坯压弯模具,制坯压弯模具包括制坯上模和制坯下模,制坯上模安装在冲床的上滑块,制坯下模安装在工作台上,制坯上模的下表面自左向右依次为左低右高的第一上平面、左高右低的第二上平面和左低右高的第三上平面,第一上平面右侧边与第二上平面左侧边通过第一上圆弧面过渡,第二上平面右侧边与第三上平面左侧边通过第二上圆弧面过渡,第一上圆弧面的半径大于第二上圆弧面的半径,第一上平面的左侧边低于第二上圆弧面的最低点,第一上圆弧面的最高点低于第三上平面的右侧边;
制坯下模的上表面自左向右依次为左低右高的第一下平面、左高右低的第二下平面、左低右高的第三下平面和定位支撑台阶;
第一下平面右侧边与第二下平面左侧边通过第一下圆弧面过渡,第二下平面右侧边与第三下平面左侧边通过第二下圆弧面过渡,第一下圆弧面的半径小于第二下圆弧面的半径,第一下平面的左侧边低于第二下圆弧面的最低点,第一下圆弧面的最高点高于第三下平面的右侧边,定位支撑台阶的最高点高于第一下圆弧面的最高点,定位支撑台阶的左侧下部与第三下平面的右侧边通过第三下圆弧面过渡,定位支撑台阶的左侧上部设有与第一下圆弧面等高的第四下圆弧面;
根据传动转向臂中间的连接筋的斜度设计第二上平面和第二下平面的斜度,考虑到坯料放置的问题,定位支撑台阶左侧上部的第四下圆弧面作为坯料右端的定位支撑点,第一下圆弧面作为坯料中部的支撑点,从而保证坯料放置在制坯型腔时有两个支点,确保稳定性;为了解决传动转向臂的大端和小端截面积差别的问题,根据传动转向臂的截面积设计制坯型腔的厚度,在制坯上模向下移动到最低位置时,第一上平面和第一下平面平行,第二上平面与第二下平面平行,第三上平面与第三下平面平行,第一上平面和第一下平面之间的距离L1的尺寸等于传动转向臂小端的厚度,第三上平面与第三下平面之间的距离L2的尺寸等于传动转向臂大端的厚度,这样就将圆柱状的坯料被压弯成具有两个弯儿的长条扁型制坯件。
5.根据权利要求4所述的一种传动转向臂锻造工艺,其特征在于:步骤(4)预、终锻成型的具体过程为:将预锻模具和终锻模具安装在4000吨热模锻压力机上,安装预锻模具和终锻模具前使用模具预热炉预热模具,模具温度达到400℃时,进行安装固定,这样可以确保模具预热温度均匀性好;安装模具后,模具不用再次预热,提高生产效率;模具使用寿命提高;
制坯件依次放入预锻模具、终锻模具的型腔锻造成型,要保证传动转向臂锻造质量的一致性,就要保证预、终锻锻造温度的一致性,在预、终锻型腔对应处加设红外线测温探头及报警装置,对预锻前的制坯件、终锻前的预锻件温度进行测量,并将测量的温度在显示屏上显示,当制坯件、预锻件温度不符合系统设置范围时,报警装置进行报警,工人将该制坯件或预锻件取出放入废品筐,进行报废处理;
在锻造过程工人利用喷枪对预锻模具和终锻模具的型腔内喷洒石墨乳溶液,润滑模具的同时降低模具型腔表面的温度,石墨乳溶液中石墨乳与水的重量配比比例为1:7,这一比例即可减少石墨乳用量的同时可以达到最有效的润滑效果。
6.根据权利要求5所述的一种传动转向臂锻造工艺,其特征在于:预锻模具包括预锻上模和位于预锻上模下方的预锻下模,预锻上模下表面和预锻下模上表面之间开设有预锻型腔,预锻型腔自左向右依次为小端预锻腔、左高右低的连接筋预锻腔和大端预锻腔,预锻上模和预锻下模之间的分模面在预锻型腔的周围设有一圈预锻飞边仓,预锻飞边仓的厚度为3-5mm,预锻上模和预锻下模的左侧开设有与预锻飞边仓的左侧连通的预锻钳口;在预锻过程中,产生的飞边进入到预锻飞边仓内,在取出预锻件时,预锻夹钳伸入到预锻钳口内夹住飞边,将预锻件从预锻型腔取出。
7.根据权利要求5或6所述的一种传动转向臂锻造工艺,其特征在于:终锻模具包括终锻上模和位于终锻上模下方的终锻下模,终锻上模下表面和终锻下模上表面之间开设有终锻型腔,终锻型腔自左向右依次为小端终锻腔、左高右低的连接筋终锻腔和大端终锻腔,终锻上模和终锻下模之间的分模面在终锻型腔的周围设有一圈飞边过渡通道和终锻飞边仓,飞边过渡通道的厚度为1-3mm,终锻飞边仓的厚度为5-8mm,终锻上模和终锻下模的左侧开设有与终锻飞边仓的左侧连通的终锻钳口, 终锻上模下表面在连接筋终锻腔的中部沿倾斜方向设有一条上压凸条,终锻下模上表面在连接筋终锻腔的中部沿倾斜方向设有一条下压凸条,上压凸条和下压凸条关于连接筋终锻腔沿长度方向的中心线对称设置;
终锻模具的终锻上模与预锻模具的预锻上模采用一体结构,终锻模具的终锻下模与预锻模具的预锻下模采用一体结构,终锻型腔和预锻型腔前后间隔布置;在终锻过程中,产生的飞边进入到终锻飞边仓内,在取出终锻件时,终锻夹钳伸入到终锻钳口内夹住飞边,将终锻件从终锻型腔取出。
8.根据权利要求7所述的一种传动转向臂锻造工艺,其特征在于:步骤(5)切边的具体过程为:切边模具安装在400吨闭式单点压力机上,400吨闭式单点压力机的导轨间隙≤0.5mm,保证终锻件切边后周向毛边的一致性;在终锻工位到400吨闭式单点压力机之间加装输送带,锻造后的传动转向臂锻件放置在输送带上输送到进行降温,还可有效避免锻件堆积产生磕碰伤;
步骤(6)校正的具体过程为:校正模具安装在300吨摩擦压力机上,按切边后锻件的顺序依次校正,校正温度为550-600℃,可保证:①校正后的锻件尺寸精度在0.5mm以内;②传动转向臂的大端和小端之间连接筋的斜度公差保证在±0.5°。
9.根据权利要求8所述的一种传动转向臂锻造工艺,其特征在于:步骤(7)抛丸的具体过程为:采用1200Kg履带式抛丸机进行抛丸,抛丸机中采用特殊的铸钢丸,双层除尘布袋;铸钢丸不易粉粹,不会增加粉尘,经过双层布袋除尘;产品表面抛丸掉的氧化皮得到充分过滤,不会飘散到空气中;产品表面无裂纹、无氧化皮、无碰伤缺陷;1200Kg履带式抛丸机装机量:不大于240件锻件,抛丸电流:20-25A,抛丸时间:25-30分钟,铸钢丸规格:¢0.8-1mm。
10.根据权利要求9所述的一种传动转向臂锻造工艺,其特征在于:步骤(8)正火的具体过程为:采用网带式燃气加热连续炉进行正火处理,装炉方式为用减速机将盛有锻件的料框翻转使锻件倒入振动进料机,振动进料机通过振动将工件均匀平铺在输送的网带上,每小时装炉量1000Kg,在850-860℃下加热和保温处理84分钟,然后出炉后在炉体上用专用的3个轴流风机对零件进行强力风冷,热处理后产品表面硬度在HB200-250,抗拉强度均匀在766-784MPa,屈服强度均匀在477-7485MPa,延长率A≥23%。
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