CN112091139A - 一种汽车横臂组合式模锻工艺及坯型 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模锻技术领域，具体涉及一种汽车横臂组合式模锻工艺及坯型。本发明采用2件合锻、模锻制坯，制坯效率是单件制坯的2倍；与自由锻制坯工艺相比，减少了1次加热，省去了自由锻出坯工序；与自由锻制坯工艺相比更加节约原材料；模锻制坯尺寸更加稳定，避免了因出坯尺寸误差造成报废；减少1次加热后，锻件表面氧化皮容易清除干净，提高了锻件表面质量；此工艺缩短了锻造生产周期50％，锻件制造成本降低20％。与前面预锻制坯方案相比，本发明方案将制坯效率提高了2倍，制坯尺寸和形状更贴合终锻型腔，锻件成形饱满，原材料消耗减少10％左右。

Description

一种汽车横臂组合式模锻工艺及坯型

技术领域

本发明涉及模锻技术领域，具体涉及一种汽车横臂组合式模锻工艺及坯型。

背景技术

汽车制造过程中的部分零部件通过模锻的方式进行制造，如图1、图2所示，为现有的一种汽车横臂锻件，其结构特点是：外形接近一个三角形，前端2条臂开裆尺寸大，外侧宽度为550mm，锻件总长约640mm。采用现有技术生产此类两臂开裆尺寸大、截面尺寸变化大的横臂锻件时，一般通过直接采用圆棒料进行锻模的方法，但生产过程中金属易向叉口前方流动，而难以展宽到两臂充填成形，造成锻件报废；两臂间的连皮消耗了较多的金属，锻件材料利用率较低。因此，对此类工件进行生产的现有模锻技术存在一定的缺陷，具体如下：

现有技术一：采用棒料拍扁——预锻——终锻的工艺方案，锻件金属的分配及制坯成形主要靠预锻完成，由于预锻时金属易流向锻件叉口前方，而难以向宽度方向展开，叉口部位飞边大，材料消耗多，终锻成形后两臂φ90拳头部位不能充满。

现有技术二：自由锻制坯(如图3、图4所示)——预锻——终锻，先将棒料用自由锻锤制坯加工成终锻所需形状，重新加热后预锻，再次加热后终锻成形。该方案采用自由锻制坯，工序复杂，生产效率低，坯料尺寸不稳定，总共需要3次加热，原材料消耗大。

因此，现有的模锻技术尚未达到较为理想的标准，需要对其进行改进优化以得到更为合理的技术方案，解决现有技术中的不足。

发明内容

为了克服上述内容中提到的现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种汽车横臂组合式模锻工艺及坯型，旨在对模锻工艺进行调整改进，结合改进后的坯型，简化工艺过程中的繁琐步骤，提高模锻坯料的表面成型效果，最终提高模锻的效率和质量。

为了实现上述目的，本发明具体采用的组合式模锻工艺的技术方案是：

一种汽车横臂组合式模锻工艺，包括：

对棒料预处理，根据需求锯切下料；

将棒料加热至始锻温度后放入出坯模中锻造成坯型；

将锻造成的坯型进行切断得到两个锻件；

对保有余热的锻件再次加热进行终锻成形，并切边处理。

上述公开的模锻工艺，通过采用一次锻造两件坯型的方式，在棒料预处理时的下料长度为单件制坯的两倍，提高了制坯的效率，与传统技术相比减少了一次加热，锻件表面的氧化皮容易清除干净，提高了锻件的表面质量，大大缩短了生产周期，也降低了锻件制造成本。

进一步的，上述工艺中，坯型中包括两个锻件，在成型后进行切断，具体的，举出如下具体可行的方案：所述的坯型锻造完成后，将其置于切断模中将锻造成的坯型进行切断得到两个锻件。

再进一步，对上述技术方案中的切断方式进行优化，举出如下具体可行的方案：在进行坯型切断时采用10t模锻锤进行锤制。

再进一步，对终锻的工艺进行优化，举出如下具体可行的方案：在进行终锻时采用16t模锻锤进行锤制并切边。

上述内容公开了模锻的工艺，本发明还公开了通过上述工艺锻造成型的坯型，具体说明如下：

一种汽车横臂组合式模锻坯型，包括相互连接的两个横臂坯型，所述的横臂坯型包括主体部、主体部上呈外展姿态的一条直臂和一条弯臂，横臂坯型的直臂与相邻横臂坯型的弯臂连接，两个横臂坯型之间设置连皮结构进行连接。

上述公开的模锻坯型，将两个横臂坯型相对一起进行锻造，锻造完成之后从连皮结构处切断，分别得到两个横臂坯型。由于采用了这种布置，在进行锻造时金属能更好地往宽度方向流动，形成更好的填充效果，满足锻造的精度和质量。

进一步的，为了方便切断，对两个横臂坯型的连接处进行薄弱化处理，具体的，举出如下具体可行的方案：所述的直臂与弯臂上连接面和下连接面均设置有便于切断模定位的缺口。

再进一步，所述的缺口由坯模上的结构造成，一般情况下坯模的上模和下模上的对应位置均设置有凸起，在锻造过程中以形成横臂坯型的缺口。一般的，凸起可采用但不限于V形、C形等形状。

进一步的，为了帮助横臂坯型进行定位，对上述技术方案中公开的横臂坯型进行优化，举出如下具体可行的方案，所述的模锻坯型中心处设置有定位凸台。该定位凸台位于两个横臂坯型连接面的中心处，其凸出于连皮结构的表面，可在坯模上保持卡接，从而固定两个横臂坯型的相对位置，提高锻造的质量。

再进一步，所述的定位凸台可采用但不限于圆柱形凸台、方形凸台等。

进一步的，连皮结构不仅连接两个横臂坯型，还能够满足快速切断的需求，同时为了帮助棒料在锻造过程中更好地流动，对上述技术方案中公开的连皮结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的连皮结构在y方向上连接至直臂和横臂，且连皮结构由中部按照y方向延伸厚度逐渐增加以使连皮结构的表面形成7°～10°的仰角，且连皮结构最终通过圆弧过渡连接至直臂和横臂。连皮结构的厚度有浮动，可满足金属棒料流动的需求，帮助金属棒料更好的流动和填充至坯模的型腔。

再进一步，为了提高金属棒料的流动性，对连皮结构的设置方向进行优化，具体举出如下可行的方案：所述的y方向与两个横臂坯型连接面的夹角为10°。如此设置能够使金属棒料更好地在宽度方向上进行流动。

再进一步，除开宽度方向，也需要帮助金属棒料在长度方向上尽可能地流动，此处举出如下具体可行的方案：所述的连皮结构在x方向上延伸至横臂坯型的主体部，且连皮结构与主体部之间设置有凸台，连皮结构与凸台之间、凸台与主体部之间均设置有过渡斜坡。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

本发明采用2件合锻、模锻制坯，制坯效率是单件制坯的2倍；与自由锻制坯工艺相比，减少了1次加热，省去了自由锻出坯工序；与自由锻制坯工艺相比更加节约原材料；模锻制坯尺寸更加稳定，避免了因出坯尺寸误差造成报废；减少1次加热后，锻件表面氧化皮容易清除干净，提高了锻件表面质量；此工艺缩短了锻造生产周期50％，锻件制造成本降低20％。

与前面预锻制坯方案相比，本发明方案将制坯效率提高了2倍，制坯尺寸和形状更贴合终锻型腔，锻件成形饱满，原材料消耗减少10％左右。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为现有技术中的一种汽车横臂结构的俯视示意图。

图2为现有技术中的一种汽车横臂结构的侧视示意图。

图3为现有技术中自由锻制坯的俯视结构示意图。

图4为现有技术中自由锻制坯的侧视结构示意图。

图5为模锻坯型的结构示意图。

图6为图5中A-A截面的剖视示意图。

图7为图5中B-B截面的剖视示意图。

图8为模锻制坯的示意图。

图9为模锻坯型切断时的示意图。

图10为模锻坯型切断后的示意图。

上述附图中，各标记的含义是：1、模锻坯型；2、横臂坯型；3、缺口；4、凸台；5、连皮结构；6、定位凸台；7、出坯模；8、棒料；9、上模；10、下模。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

实施例1

本实施例针对现有技术中横臂模锻工艺中出现的锻造尺寸不够精密、成品率低、锻造效率低、原料浪费大等问题，提出了一种横臂模锻工艺，能够很好的解决上述问题。具体如下：

一种汽车横臂组合式模锻工艺，包括：

对棒料8预处理，根据需求锯切下料；

将棒料8加热至始锻温度后放入出坯模7中锻造成坯型，即模锻坯型；

将锻造成的模锻坯型进行切断得到两个锻件，锻件即横臂坯型；

对保有余热的横臂坯型再次加热进行终锻成形，并切边处理。

上述公开的模锻工艺，通过采用一次锻造两件坯型的方式，如图8所示，在棒料8预处理时的下料长度为单件制坯的两倍，提高了制坯的效率，与传统技术相比减少了一次加热，锻件表面的氧化皮容易清除干净，提高了锻件的表面质量，大大缩短了生产周期，也降低了锻件制造成本。

上述工艺中，坯型中包括两个锻件，在成型后进行切断，具体的，举出如下具体可行的方案：如图9所示，所述的坯型锻造完成后，将其置于切断模中将锻造成的坯型进行切断得到两个锻件。

优选的，如图10所示，本实施例中的切断模包括切断上模9和切断下模10，切断上模9和切断下模10相对应，在合模时对坯型进行剪切切断。

对上述技术方案中的切断方式进行优化，采用如下具体可行的方案：在进行坯型切断时采用10t模锻锤进行锤制。

对终锻的工艺进行优化，采用如下具体可行的方案：在进行终锻时采用16t模锻锤进行锤制并切边。

实施例2

实施例1公开了模锻的工艺，本实施例公开了通过上述工艺锻造成型的坯型，具体说明如下：

如图5、图6、图7所示，一种汽车横臂组合式模锻坯型1，包括相互连接的两个横臂坯型2，所述的横臂坯型2包括主体部、主体部上呈外展姿态的一条直臂和一条弯臂，横臂坯型2的直臂与相邻横臂坯型2的弯臂连接，两个横臂坯型2之间设置连皮结构5进行连接。

上述公开的模锻坯型1，将两个横臂坯型2相对一起进行锻造，锻造完成之后从连皮结构5处切断，分别得到两个横臂坯型2。由于采用了这种布置，在进行锻造时金属能更好地往宽度方向流动，形成更好的填充效果，满足锻造的精度和质量。

为了方便切断，对两个横臂坯型2的连接处进行薄弱化处理，具体的，举出如下具体可行的方案：所述的直臂与弯臂上连接面和下连接面均设置有便于切断模定位的缺口3，有利于减小切断负荷过大造成刃口磨损及切边毛刺过大。

所述的缺口3由坯模上的结构造成，一般情况下坯模的上模9和下模10的对应位置均设置有凸起，在锻造过程中以形成横臂坯型2的缺口3。一般的，凸起可采用但不限于V形、C形等形状。

优选的，本实施例中采用V形凸起造成的缺口3，缺口3的侧壁面所在平面与横臂坯型2表面形成45°夹角。

为了帮助横臂坯型2进行定位，对上述技术方案中公开的横臂坯型2进行优化，举出如下具体可行的方案，所述的模锻坯型1中心处设置有定位凸台6。该定位凸台6位于两个横臂坯型2连接面的中心处，其凸出于连皮结构5的表面，可在坯模上保持卡接，从而固定两个横臂坯型2的相对位置，提高锻造的质量。

优选的，所述的定位凸台6可采用但不限于圆柱形凸台4、方形凸台4等。此处采用圆柱形的定位凸台6，其直径为40mm，高度为30mm，定位凸台6与连皮结构5之间通过球面凸起过渡连接，球面凸起的高度为10mm，对应的球面半径为80mm。

连皮结构5不仅连接两个横臂坯型2，还能够满足快速切断的需求，同时为了帮助棒料8在锻造过程中更好地流动，对上述技术方案中公开的连皮结构5进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的连皮结构5在y方向上连接至直臂和横臂，且连皮结构5由中部按照y方向延伸厚度逐渐增加以使连皮结构5的表面形成7°～10°的仰角，且连皮结构5最终通过圆弧过渡连接至直臂和横臂。连皮结构5的厚度有浮动，可满足金属棒料8流动的需求，帮助金属棒料8更好的流动和填充至坯模的型腔。

在本实施例中，所述的连皮结构5的夹角得范围可适当扩大，适当扩大至15°。同时，圆弧过渡段的半径为30mm～80mm。

为了提高金属棒料8的流动性，对连皮结构5的设置方向进行优化，具体举出如下可行的方案：所述的y方向与两个横臂坯型2连接面的夹角为10°。如此设置能够使金属棒料8更好地在宽度方向上进行流动。

除开宽度方向，也需要帮助金属棒料8在长度方向上尽可能地流动，此处举出如下具体可行的方案：所述的连皮结构5在x方向上延伸至横臂坯型2的主体部，且连皮结构5与主体部之间设置有凸台4，连皮结构5与凸台4之间、凸台4与主体部之间均设置有过渡斜坡。

优选的，连皮结构5与主体部之间的凸台4表面为平面。

以上即为本发明列举的实施方式，但本发明不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种汽车横臂组合式模锻工艺，其特征在于，包括：

对棒料(8)预处理，根据需求锯切下料；

将棒料(8)加热至始锻温度后放入出坯模(7)中锻造成坯型；

将锻造成的坯型进行切断得到两个锻件；

对保有余热的锻件再次加热进行终锻成形，并切边处理。

2.根据权利要求1所述的汽车横臂组合式模锻工艺，其特征在于：所述的坯型锻造完成后，将其置于切断模中将锻造成的坯型进行切断得到两个锻件。

3.根据权利要求1所述的汽车横臂组合式模锻工艺，其特征在于：在进行坯型切断时采用10t模锻锤进行锤制。

4.根据权利要求1所述的汽车横臂组合式模锻工艺，其特征在于：在进行终锻时采用16t模锻锤进行锤制并切边。

5.一种汽车横臂组合式模锻坯型，其特征在于：包括相互连接的两个横臂坯型(2)，所述的横臂坯型(2)包括主体部、主体部上呈外展姿态的一条直臂和一条弯臂，横臂坯型(2)的直臂与相邻横臂坯型(2)的弯臂连接，两个横臂坯型(2)之间设置连皮结构(5)进行连接。

6.根据权利要求5所述的汽车横臂组合式模锻坯型，其特征在于：所述的直臂与弯臂上连接面和下连接面均设置有便于切断模定位的缺口(3)。

7.根据权利要求5所述的汽车横臂组合式模锻坯型，其特征在于：所述的横臂坯型(2)中心处设置有定位凸台(6)。

8.根据权利要求5所述的汽车横臂组合式模锻坯型，其特征在于：所述的连皮结构(5)在y方向上连接至直臂和横臂，且连皮结构(5)由中部按照y方向延伸厚度逐渐增加以使连皮结构(5)的表面形成7°～10°的仰角，且连皮结构(5)最终通过圆弧过渡连接至直臂和横臂。

9.根据权利要求8所述的汽车横臂组合式模锻坯型，其特征在于：所述的y方向与两个横臂坯型(2)连接面的夹角为10°。

10.根据权利要求5所述的汽车横臂组合式模锻坯型，其特征在于：所述的连皮结构(5)在x方向上延伸至横臂坯型(2)的主体部，且连皮结构(5)与主体部之间设置有凸台(4)，连皮结构(5)与凸台(4)之间、凸台(4)与主体部之间均设置有过渡斜坡。

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