CN114434115A - 一种车桥轴端一体热成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车零部件的加工技术领域，具体地说是一种车桥轴端一体热成型工艺，通过独创的分段加热、流变挤压成型系统，控制不同位置的加热电流与加热时间，使轴端不同部位获得不同的加热温度，而温度又决定了钢铁内部的组织状态，组织状态直接决定了钢铁的塑性变形能力，当车桥毛坯受热后进行挤压变形时，不同的受热部位变形对挤压力的响应是不一样的，通过采用分段加热技术可以实现在某个部位获得较多的变形量而增加该部位的壁厚，同时也可通过温度提的的设定实现沿轴向的壁厚梯度变化，实现了车桥轴端一体化成形的工艺，通过该工艺还能实现在轴端合阶处堆积一层更厚的金属，从而使得台阶处强度与抗剪切能力获得了极大提升。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件的加工技术领域，具体地说是一种车桥轴端一体热成型工艺。
背景技术
车桥（又叫做车轴）是汽车底盘行驶系统的重要组成部分，我们把发动机比作汽车的心脏，那么车桥就是汽车的两条腿。车桥通过悬架和车架相连，两端安装车轮。其功用是传递车架与车轮之间各方向作用力及其力矩。根据悬架结构不同分为整体式和断开式两种：整体式车桥有如一个巨大的杠铃，中部为刚性的实心或空心梁，两端通过悬架系统支撑着车身，中部为刚性的实心或空心梁，两端通过悬架系统支撑着车身，通常与非独立悬架配合，一般应用在中重型客车或货车上；断开式车桥像两把伞插在车身两侧，再各自通过悬架系统支撑车身，只能与独立悬架配合，一般用在轿车和轻型客车上。
传统的轴管成型工艺有两种：焊接法和轧制法。焊接法是在保证管壁厚的前提下，采用粗管和细管焊接组合的加工方法，该方法保证了轴管端部的壁厚，然而焊接接头的强度成为了制约车桥承重性能的关键因素，故该方法对焊接工艺要求较高，在生产中质量不易把控；轧制法是采用一对相对旋转的轧辊对轴管的端部进行挤压，使端部发，塑性变形后直径变小的加工方法，通过此方法也可使端部的壁厚相应变大，然而此方法不能使台阶处的厚度有效变厚且通过轧制后形成的锻造流线组织与轴管的圆周方向一致从而造成成了与车桥所受的剪切力平行的情况，这种情况从显微结构上对车桥的受力是有不利影响的。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种车桥轴端一体热成型工艺，有效解决了传统挤压工艺制造过程中挤压模强度易发生失稳而产生断裂失效的的问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种车桥轴端一体热成型工艺，所述热成型工艺包括以下步骤：
S1：提供无缝钢管；
S2：提供挤压模具；
S3：加热工序，将无缝钢管的两端分别置入中频旋转加热炉进行中频加热，形成第一阶段无缝钢管；
S4：挤压工序，将步骤S3中的第一阶段无缝钢管两端置入S2中的挤压模具内，通过热挤压机进行热挤压，形成第二阶段无缝钢管；
S5：回火工序，将步骤S4中的第二阶段无缝钢管通过回火炉进行整体回火加热，形成第三阶段无缝钢管；
S6：推方工序，将步骤S5中的第三阶段无缝钢管的中段部分通过推方机推成方管，形成第四阶段无缝钢管；
S7：校直工序，将步骤S6中的第四阶段无缝钢管的中段部分通过校直机进行校直，形成第五阶段无缝钢管；
S8：机加工工序，将步骤S7中的第五阶段无缝钢管的两端部分通过数控双头车床进行加工，形成第六阶段无缝钢管；
S9：淬火工序，将步骤S8中的第六阶段无缝钢管通过高频淬火炉进行局部淬火加热，加热后进行保温，形成第七阶段无缝钢管；
S10：打磨工序，将步骤S9中的第七阶段无缝钢管通过数控磨床进行打磨，形成车轴；
S11：对步骤S10中的车轴安装配件后，得车桥。
作为优化，步骤S1中，所述无缝钢管的长度为2870mm-2880mm，外径为150mm，壁厚为20mm。
作为优化，步骤S3中，所述中频加热的温度为950℃，中频加热的时间为2min。
作为优化，步骤S4中，所述热挤压的时间为1min。
作为优化，步骤S5中，所述回火加热的温度为420℃~450℃，回火加热的时间为2.5h。
作为优化，步骤S9中，所述淬火加热的温度为880℃~900℃，所述淬火保温的时间为1h。
作为优化，步骤S2中，所述挤压模具整体呈锥型，包括两个可分离的半圆环，所述半圆环的一端直径大于另一端直径，直径窄的一端内壁设有台阶。。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种车桥轴端一体热成型工艺，具有重量轻，刚性好，承载能力强等优点，解决了货车车桥在使用过程中易变形、易弯曲、易疲劳断裂和使用寿命低等问题，对于降低车桥自重、提升传动效率、重载车的节能降耗有着重要意义。
1、通过独创的分段加热、流变挤压成型系统，控制不同位置的加热电流与加热时间，使轴端不同部位获得不同的加热温度，而温度又决定了钢铁内部的组织状态，组织状态直接决定了钢铁的塑性变形能力，当车桥毛坯受热后进行挤压变形时，不同的受热部位变形对挤压力的响应是不一样的，通过采用分段加热技术可以实现在某个部位获得较多的变形量而增加该部位的壁厚，同时也可通过温度提的的设定实现沿轴向的壁厚梯度变化，实现了车桥轴端一体化成形的工艺，通过该工艺还能实现在轴端合阶处堆积一层更厚的金属，从而使得台阶处强度与抗剪切能力获得了极大提升；
2、独创的挤压模具结构，使得挤压成型工艺由原来的四步简化为两步极大地缩短了成型周期，提高了生产率；
3、独创的分段式模具设计，克服了传统挤压工艺制造过程中挤压模强度易发生失稳而产生断断裂失效的情况，极大提高了模具的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的生产工艺流程图示意图；
图2为本发明的挤压模具结构示意图；
图3为本发明的半圆环结构示意图。
其中：1、挤压模具，2、半圆环，3、台阶。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-3所示的一种车桥轴端一体热成型工艺，所述热成型工艺包括以下步骤：
S1：提供无缝钢管；所述无缝钢管的长度为2870mm-2880mm，例如2870mm、2875mm或2880mm，外径为150mm，壁厚为20mm。
S2：提供挤压模具1；所述挤压模具1整体呈锥型，包括两个可分离的半圆环2，所述半圆环的一端直径大于另一端直径，直径窄的一端内壁设有台阶3；两个可分离的半圆环2之间的缝隙起到的对挤压膨胀进行缓冲的效果、挤压模具1内特殊的锥度设计既能缓冲膨胀力也有利于挤压成型后制件的取出，缓解了挤压模具1受挤压时产生的断裂缺陷的倾向；辅以精妙的内部结构，极大提高了无缝钢管在挤压模具1内受挤压变形后取出的便利性，进一步提高了生产效率。
S3：加热工序，将无缝钢管的两端分别置入中频旋转加热炉进行中频加热，形成第一阶段无缝钢管；所述中频加热的温度为950℃，中频加热的时间为2min。采用旋转加热技术，确保了无缝钢管在下一步工序的挤压成型前实现均匀受热，进而确保其实现均匀且精确的塑性变形，提高了生产精度，使下一步的挤压工序从之前的四步成型缩短为两步成型，且成型后无需进行二次加工即可获得所需的尺寸。
S4：挤压工序，将步骤S3中的第一阶段无缝钢管两端置入S2中的挤压模具1内，通过热挤压机进行热挤压，形成第二阶段无缝钢管；所述热挤压的时间为1min；采用无缝钢管两端精确控制分段加热技术，实现了车桥轴端变截面形状的一体化成形，缩短了加工周期、减少了材料浪费、降低了废品率，成品率提高了15%以上。
S5：回火工序，将步骤S4中的第二阶段无缝钢管通过回火炉进行整体回火加热，形成第三阶段无缝钢管；所述回火加热的温度为420℃~450℃，例如420℃、430℃或450℃，回火加热的时间为2.5h。
S6：推方工序，将步骤S5中的第三阶段无缝钢管的中段部分通过推方机推成方管，形成第四阶段无缝钢管；
S7：校直工序，将步骤S6中的第四阶段无缝钢管的中段部分通过校直机进行校直，形成第五阶段无缝钢管；
S8：机加工工序，将步骤S7中的第五阶段无缝钢管的两端部分通过数控双头车床进行加工，形成第六阶段无缝钢管；
S9：淬火工序，将步骤S8中的第六阶段无缝钢管通过高频淬火炉进行局部淬火加热，加热后进行保温，形成第七阶段无缝钢管；所述淬火加热的温度为880℃~900℃，例如880℃、885℃或900℃，所述淬火保温的时间为1h。
S10：打磨工序，将步骤S9中的第七阶段无缝钢管通过数控磨床进行打磨，形成车轴；
S11：对步骤S10中的车轴安装配件后，得车桥。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种车桥轴端一体热成型工艺，其特征在于，所述热成型工艺包括以下步骤：
S1：提供无缝钢管；
S2：提供挤压模具；
S3：加热工序，将无缝钢管的两端分别置入中频旋转加热炉进行中频加热，形成第一阶段无缝钢管；
S4：挤压工序，将步骤S3中的第一阶段无缝钢管两端置入S2中的挤压模具内，通过热挤压机进行热挤压，形成第二阶段无缝钢管；
S5：回火工序，将步骤S4中的第二阶段无缝钢管通过回火炉进行整体回火加热，形成第三阶段无缝钢管；
S6：推方工序，将步骤S5中的第三阶段无缝钢管的中段部分通过推方机推成方管，形成第四阶段无缝钢管；
S7：校直工序，将步骤S6中的第四阶段无缝钢管的中段部分通过校直机进行校直，形成第五阶段无缝钢管；
S8：机加工工序，将步骤S7中的第五阶段无缝钢管的两端部分通过数控双头车床进行加工，形成第六阶段无缝钢管；
S9：淬火工序，将步骤S8中的第六阶段无缝钢管通过高频淬火炉进行局部淬火加热，加热后进行保温，形成第七阶段无缝钢管；
S10：打磨工序，将步骤S9中的第七阶段无缝钢管通过数控磨床进行打磨，形成车轴；
S11：对步骤S10中的车轴安装配件后，得车桥。
2.根据权利要求1所述的车桥轴端一体热成型工艺，其特征在于：步骤S1中，所述无缝钢管的长度为2870mm-2880mm，外径为150mm，壁厚为20mm。
3.根据权利要求1所述的车桥轴端一体热成型工艺，其特征在于：步骤S3中，所述中频加热的温度为950℃，中频加热的时间为2min。
4.根据权利要求1所述的车桥轴端一体热成型工艺，其特征在于：步骤S4中，所述热挤压的时间为1min。
5.根据权利要求1所述的车桥轴端一体热成型工艺，其特征在于：步骤S5中，所述回火加热的温度为420℃~450℃，回火加热的时间为2.5h。
6.根据权利要求1所述的车桥轴端一体热成型工艺，其特征在于：步骤S9中，所述淬火加热的温度为880℃~900℃，所述淬火保温的时间为1h。
7.根据权利要求1所述的车桥轴端一体热成型工艺，其特征在于：步骤S2中，所述挤压模具整体呈锥型，包括两个可分离的半圆环，所述半圆环的一端直径大于另一端直径，直径窄的一端内壁设有台阶。
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