CN115921737A - 全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及前轴锻件锻造技术领域的一种全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺。锻件材质为非调质钢，包括：预锻工序，通过对称分层拔模使前轴预锻件的弹簧座上表面包括两个以分模面对称分布的第一折面；终锻工序，通过非对称分层拔模对预锻件进行终锻，使获得的终锻件的弹簧座上表面包括在分模面处形成落差的第二折面和第三折面，第一折面、第二折面和第三折面均包括两个相连且拔模角度不同的斜面；切边工序，以终锻件的主销、弹簧座以及工字部中部作为切边起始点；校正工序，对弹簧座进行半闭式热温锻校正。有益效果：前轴锻件的弹簧座上、下表面直接热温锻校平，无需机械加工便达到装配使用要求，实现锻件全流线结构和弹簧座近净成形结构。

Description

全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺

技术领域

本发明涉及前轴锻件锻造技术领域，特别是涉及一种全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺。

背景技术

前轴作为汽车的重要零部件之一，在整车中承担承重、转向的功能，而前轴的弹簧座是前轴加工、装配以及功能实现的核心部位之一。

传统前轴锻件为调质钢锻造，调质后锻件变形大，弹簧座上、下面保留终锻拔模斜度，留有较多加工余量，需经过机械加工达到装配使用要求。目前，虽然前轴锻件的弹簧座下平面可以直接校平，但上平面仍然需要机械加工才能达到装配要求，上平面加工后会破坏部分金属流线，影响前轴使用强度。尤其是前轴锻件切边后弹簧座上平面存在常规切边带，切边断面是由塌角、光亮带、断裂带及毛刺组成，常规切边带会导致上平面校平后出现探伤磁痕显示，弹簧座热温锻校平后出现异常凸起、凹陷、纵向飞边、棱边不直等缺陷。现有工艺技术难以满足全流线近净成形前轴锻件弹簧座上、下表面直接热温锻校平勿需后续机械加工便能达到装配、使用要求，且锻件尺寸精度和切边带的外观商品性差。同时，存在锻件检测基准与机械加工定位基准不统一、检测精度不足造成的加工质量不稳定和工艺流程长造成检测、加工效率低的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，锻件材质为非调质钢，用于解决现有技术中前轴锻件尺寸精度和切边带的外观商品性差的问题，尤其锻件弹簧座上平面热温锻校平后探伤有磁痕显示，并出现异常凸起、凹陷、纵向飞边、棱边不直等缺陷，不能直接达到装配、使用要求的问题。同时，采用本发明工艺精密锻造成形的全流线近净成形前轴锻件能够实现锻件检测基准与机械加工定位基准的统一，确保锻件检测精度和机械加工质量，提高检测和机械加工效率。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，锻件材质为非调质钢，包括以下工序：

预锻工序，通过对称分层拔模以使前轴预锻件的弹簧座上表面包括两个以分模面对称分布的第一折面，所述第一折面包括相连且拔模角度不同的第一斜面和第二斜面；

终锻工序，通过非对称分层拔模对所述前轴预锻件的弹簧座上表面进行终锻，以使获得的前轴终锻件的弹簧座上表面在分模面处形成落差，所述前轴终锻件的弹簧座上表面包括在分模面处形成落差的第二折面和第三折面，所述第二折面包括相连且拔模角度不同的第三斜面和第四斜面，所述第三折面包括相连且拔模角度不同的第五斜面和第六斜面；

切边工序，通过前轴终锻件上的定位斜面和局部飞边下模面进行切边定位，并以前轴终锻件的主销处、弹簧座处以及工字部中部处作为切边起始点；

校正工序，对完成切边后的前轴终锻件的弹簧座进行半闭式热温锻校正。

可选的，所述第一斜面为靠近分模面的斜面，第二斜面为远离分模面的斜面，所述第一斜面的拔模角度大于所述第二斜面的拔模角度。

可选的，所述第二折面和所述第三折面分别位于终锻上模和终锻下模内，所述第三斜面和所述第五斜面为靠近分模面的斜面，所述第四斜面和所述第六斜面为远离分模面的斜面，所述第四斜面和所述第六斜面的拔模角度相等，所述第五斜面、第四斜面、第三斜面的拔模角度依次增大。

可选的，所述前轴终锻件的弹簧座背工字部位于终锻下模内的部位设有第七斜面，所述前轴终锻件的主销的两端面位于终锻下模内的部位设有第八斜面，所述定位斜面包括所述第七斜面、所述第八斜面和所述第五斜面，所述前轴终锻件的弹簧座背工字部位于终锻上模内的部位设有第九斜面，所述前轴终锻件的主销的两端面位于终锻上模内的部位设有第十斜面，所述第九斜面、所述第十斜面和所述第三斜面作为补偿斜面。

可选的，在所述切边工序中，通过恒温切边模具对前轴终锻件进行切边；所述恒温切边模具的切边凹模上设有具有起伏形状的刃口，所述刃口的起伏形状包括多个波峰段和波谷段，所述波峰段设置在凹模顶部与前轴终锻件的主销、弹簧座和工字部中部对应的部位，所述工字部中部对应波峰段型腔的两侧设有凸起，弹簧座背工字部对应波峰段的两端设有凸起，所述波谷段处于两波峰段之间，所述波峰段和波谷段采用多段曲面平滑过渡。

可选的，在所述切边工序中，所述刃口的波峰段与所述前轴终锻件的主销、弹簧座以及工字部中部配合定位，以使前轴终锻件以水平姿态进行切边。

可选的，在所述切边工序中，所述刃口的多个波峰段与所述定位斜面接触定位，所述波峰段的多个凸起与其所对应的飞边下模面接触定位，以使前轴终锻件的弹簧座上表面处与刃口的波峰段对应的飞边下模面悬空。

可选的，在所述切边工序中，所述前轴终锻件的切边顺序从所述第七斜面、第五斜面、第八斜面和所述凸起所对应的飞边部位同时开始，先完成第三斜面的切断，再完成第九斜面和第十斜面的切断，最后完成其余部分飞边的切断。

可选的，所述前轴预锻件和所述前轴终锻件的弹簧座顶角均为外凸的圆弧结构，所述前轴预锻件的弹簧座两侧面和所述前轴终锻件的弹簧座两侧面均为内凹的圆弧结构。

可选的，在所述校正工序，通过校正模具对切边后的前轴终锻件进行半闭式热温锻校正；所述校正模具包括活动镶块、固定镶块和弹簧座压头，所述活动镶块和所述固定镶块配合围成用于容纳弹簧座的校正型腔，所述弹簧座压头位于所述活动镶块和所述固定镶块的上方，并与活动镶块和固定镶块配合挤压校正型腔内的弹簧座以进行半闭式热温锻校正精密成形。

如上所述，本发明的全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，至少具有以下有益效果：锻件材质为非调质钢，控温冷却硬度均匀、变形小。通过改善前轴锻件在预锻工序和终锻工序的成形结构，改变弹簧座及周边材料变形形态，减小弹簧座的变化，使前轴终锻件形状、尺寸的一致性，有利于平衡终锻工序与校正工序的材料容积，确保半闭式热温锻校正后弹簧座棱边笔直、圆角饱满，无尖角、凸起、凹陷及纵向飞边等异常缺陷。在前轴终锻件上预先设置定位斜面和补偿斜面，匹配切边凹模的大幅度起伏波浪状的曲面结构，采用定位斜面和局部飞边下模面定位，改善切边应力状态、切边顺序、进程，切边定位姿态稳定，切边过程平滑稳定，使弹簧座上表面切边光亮带达到切边带面积的95％及以上，热温锻校平后覆盖的切边带探伤无磁痕显示。最终使得锻件形状、尺寸精度和切边带的外观商品性提升，尤其是弹簧座上、下表面切边后直接热温锻校平，无需经过机械加工便直接达到装配使用要求，实现金属流线与锻件外形相符，保留完整，提升了前轴强度，同时，弹簧座近净成形结构实现了锻件检测基准与机械加工基准的统一，确保锻件检测精度和机械加工质量，提高检测和机械加工效率，且有助于实现锻件轻量化，提升材料利用率。

附图说明

图1显示为全流线近净成形前轴锻件的结构示意图；

图2显示为图1中全流线近净成形前轴锻件的断面图；

图3显示为图1中全流线近净成形前轴锻件在预锻工序时的前轴预锻件的局部示意图；

图4显示为预锻模具的预锻下模的结构示意图；

图5显示为图1中全流线近净成形前轴锻件在终锻工序时的前轴终锻件的结构示意图；

图6显示为图5中弹簧座的结构示意图；

图7显示为图5中主销的结构示意图；

图8显示为终锻模具的终锻下模的结构示意图；

图9显示为切边模具的切边凹模的结构示意图；

图10显示为图9中切边凹模的刃口与弹簧座在切边初始位置时的状态示意图；

图11显示为图9中切边凹模的刃口与主销在切边初始位置时的状态示意图；

图12为传统切边模具的凹模的刃口与弹簧座在切边初始位置时的状态示意图；

图13显示为全流线近净成形前轴锻件在校正工序完成后弹簧座的结构示意图；

图14显示为校正模具的结构示意图；

图15显示为传统前轴锻件后弹簧座与本申请全流线近净成形前轴锻件弹簧座上表面的切边带示意对比图。

零件标号说明

100-前轴锻件；101-主销；1011-第八斜面；1012-第十斜面；102-弯臂；103-弹簧座；1031-弹簧座上表面；1032-第一折面；1032a-第一斜面；1032b-第二斜面；1033-第二折面；1033a-第三斜面；1033b-第四斜面；1034-第三折面；1034a-第五斜面；1034b-第六斜面；1035-第七斜面；1036-圆弧结构；1037-第九斜面；104-工字部；1041-腹板；105-飞边；1051-飞边下模面；201-终锻下模；2011-夹持定位凸台；2012-终锻下模型腔；2013-阻力挡墙；2014-变飞边桥面；301-切边凹模；3011-刃口；3011a-波峰段；3011b-波谷段；3011c-凸起；3012-凹模型腔；401-活动镶块；402-固定镶块；403-弹簧座压头；404-校正型腔；501-毛刺；502-断裂带；503-光亮带；504-塌角；601-预锻下模。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在对本发明实施例进行详细叙述之前，先对本发明的应用环境进行描述。如图1和图2所示，本申请的锻造成形工艺仅应用于非调质钢锻造成形的全流线近净成形前轴锻件，控温冷却锻件硬度均匀、强度高、变形小。该类前轴锻件100包括主销101、弯臂102和工字部103，锻件总长L可以达到1.8m及以上，工字部104的腹板1041的厚度D不超过12mm。通过本申请的锻造成形工艺锻造出的前轴锻件100的弹簧座上、下表面直接热温锻校平，勿需后续机械加工便能达到装配、使用要求；并且外观无异常凸起、凹陷、纵向飞边等缺陷，棱边笔直、圆角饱满；弹簧座上表面1031切边带探伤无磁痕显示；金属流线与锻件外形相符，保留完整。实现了锻件全流线结构和弹簧座近净成形结构。解决了传统锻造成形工艺无法解决的技术难题。

参见图1至图7，在一实施例中，本申请提供一种全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，包括以下工序：预锻工序、终锻工序、切边工序和校正工序。

可选的，在预锻工序中，通过对称分层拔模以使前轴预锻件的弹簧座上表面包括两个以分模面对称分布的第一折面1032，第一折面1032包括相连且拔模角度不同的第一斜面1032a和第二斜面1032b。

可选的，在终锻工序中，通过非对称分层拔模对前轴预锻件的弹簧座上表面进行终锻，以使获得的前轴终锻件的弹簧座上表面在分模面处形成落差，前轴终锻件的弹簧座上表面包括在分模面处形成落差的第二折面1033和第三折面1034，第二折面1033包括相连且拔模角度不同的第三斜面1033a和第四斜面1033b，第三折面1034包括相连且拔模角度不同的第五斜面1034a和第六斜面1034b。

可选的，在切边工序中，通过前轴终锻件上的定位斜面和局部飞边下模面进行切边定位，并以前轴终锻件的主销处、弹簧座处以及工字部中段处作为切边起始点。

可选的，在校正工序中，对完成切边后的前轴终锻件进行半闭式热温锻校正。

可选的，全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺还包括辊锻工序、弯曲工序以及控冷工序。其中，辊锻工序、弯曲工序、预锻工序、终锻工序、切边工序、校正工序以及控冷工序依次进行。

可以理解的是，在预锻工序进行预锻后得到的锻件可以称为前轴预锻件，在终锻工序进行终锻后得到的锻件可以称为前轴终锻件，前轴预锻件和前轴终锻件均具有主销、弯臂、弹簧座和工字部，只是不同工序中各个部位的形状存在差异。

上述实施例中的全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，通过合理匹配预锻工序中前轴预锻件和终锻工序中前轴终锻件的成形形状，逐步改变弹簧座及周边材料变形形态，并通过预锻模具和终锻模具的型腔强化，能够最大限度降低模具变形和磨损，减小弹簧座的变化，确保前轴终锻件形状、尺寸的一致性，有利于平衡终锻工序与校正工序的材料容积。

参见图1至图7，在一实施例中，第一斜面1032a为靠近分模面的斜面，第二斜面1032b为远离分模面的斜面，第一斜面1032a的拔模角度c大于第二斜面1032b的拔模角度d，即第一斜面1032a的斜度大于第二斜面1032b的斜度，有利于提高弹簧座部位的材料填充性。

参见图1至图7，在一实施例中，第二折面1033和第三折面1034分别位于终锻上模和终锻下模内，第三斜面1033a和第五斜面1034b为靠近分模面的斜面，第四斜面1033b和第六斜面1034b为远离分模面的斜面；第四斜面1033b和第六斜面1034b的拔模角度b相等，即第四斜面1033b和第六斜面1034b的斜度相等；第五斜面1034a、第四斜面1033b、第三斜面1033a的拔模角度依次增大，拔模角度a2小于拔模角度b，拔模角度b小于拔模角度a1，第五斜面1034a、第四斜面1033b、第三斜面1033a的斜度依次增大。

可选的，前轴锻件在预锻工序形成的第二斜面1032b的拔模角度d与在终锻工序形成的第四斜面1033b和第六斜面1034b的拔模角度b相等，即第二斜面1032b的斜度等于第四斜面1033b和第六斜面1034b的斜度。

可选的，前轴锻件在预锻工序形成的第一斜面1032a的拔模角度c大于在终锻工序形成的第三斜面1033a的拔模角度a1和第五斜面1034a的拔模角度a2，即第一斜面1032a的斜度大于第三斜面1033a的斜度和第五斜面1034a的斜度。进一步的，第三斜面1033a的拔模角度a1在第一斜面1032a的拔模角度c的基础上减小1°～3°，有利于减缓前轴终锻工序在弹簧座分模面处材料流动的剧烈程度，提升终锻工序弹簧座部位的填充性，并能够最大限度降低模具变形和磨损，减小弹簧座的变化，使前轴终锻件的一致性好，有利于平衡终锻工序与校正工序的材料容积，确保半闭式热温锻校正后弹簧座棱边笔直、圆角饱满，无尖角、凸起、凹陷及纵向飞边等异常缺陷。

参见图1至图12，在一实施例中，前轴终锻件的弹簧座背工字部位于锻造下模内的部位设有第七斜面1035，前轴终锻件的主销101的两端面位于终锻下模内的部位设有第八斜面1011，定位斜面包括第七斜面1035、第八斜面1011和第五斜面1034a。前轴终锻件的弹簧座背工字部位于终锻上模内的部位设有第九斜面1037，前轴终锻件的主销的两端面位于终锻上模内的部位设有第十斜面1012，第九斜面、第十斜面和第三斜面作为补偿斜面。

可选的，在切边工序中，通过恒温切边模具对前轴终锻件进行切边。恒温切边模具的切边凹模301上设有具有起伏形状的刃口3011，刃口3011的起伏形状包括多个波峰段3011a和波谷段3011b，波峰段3011a设置在凹模顶部与前轴终锻件的主销、弹簧座和工字部中部对应的部位，工字部中部对应波峰段型腔的两侧设有凸起3011c，弹簧座背工字部对应波峰段的两端设有凸起3011c，凸起3011c用于辅助支撑，波谷段3011b处于两波峰段之间，波峰段和波谷段采用多段曲面平滑过渡。

可以理解的是，前轴锻件在终锻工序终锻完成后得到的前轴终锻件上具有飞边105，飞边105位于分模面处。

可选的，在切边工序中，刃口的波峰段与前轴终锻件的主销、弹簧座以及工字部中段配合定位，以使前轴终锻件以水平姿态进行切边。在切边时，以前轴终锻件的主销处、弹簧座处以及工字部中部处作为切边起始点，整体剪切状态呈渐进式交叉剪切，即从波峰段向周边延伸至波谷段，使得切边起始位置呈分散状态。其中，刃口中与主销对应位置的波峰段以及与弹簧座对应位置的波峰段同时具备定位和平衡作用，与工字部对应位置的波峰段主要是平衡作用，各个波峰段配合确保切边抗力平稳，改变切边应力状态、切边顺序、进程，平衡、分散、降低切边抗力，使切边过程平滑稳定，同时增大切边行程，使弹簧座的上表面切边光亮带在切边平稳行程段形成，改善切边质量，特别是弹簧座上表面切边光亮带占比提升，达到95％以上，确保弹簧座上平面热温锻校平后覆盖的切边带探伤无磁痕显示；具有起伏形状的刃口亦能避免前轴终锻件与刃口直接大面积接触，防止切边模具升温过快，减缓刃口失效，延长使用寿命。

可选的，在切边工序中，刃口的多个波峰段与定位斜面接触定位形成切边主定位，工字部中部对应波峰段型腔两侧的凸起3011c和弹簧座背工字部对应波峰段两端的凸起3011c与其所对应的飞边下模面1051接触一起形成辅助定位，以使终锻件的弹簧座上表面处与刃口的波峰段对应的飞边下模面1051悬空。改变前轴锻件在传统切边工序的定位方式，且保证前轴终锻件水平放置在凹模上，提高水平面内定位精度，使得前轴终锻件切边过程定位姿态稳定，为切边过程的平滑稳定提供基础。进一步的，飞边下模面1051在弹簧上表面处与刃口切刃的间距为H，距离H可以约为10mm。

可选的，在切边工序中，主要部位的切边形式为与主销、弹簧座部位对应的刃口波峰段切刃配合前轴终锻件的定位斜面和补偿斜面进行切边，使弹簧座上表面部位、弹簧座背工字部位和主销两端面部位的切边顺序依次为定位斜面、飞边、补偿斜面。切边顺序和进程为多个波峰段部位的切刃与前轴终锻件工艺补偿的定位斜面同时接触，且凸起与其对应部位的飞边下模面同时接触，开始切边，先完成弹簧座上表面部位的切边，再完成弹簧座背工字部位和主销两端面部位的切边，最后完成其余部位的切边，直至完成所有切边进程，即切边顺序从第七斜面、第五斜面、第八斜面和凸起对应的飞边部位同时开始，先完成第三斜面的切断，再完成第九斜面和第十斜面的切断，最后完成其余部分飞边的切断。调整前轴终锻件各部位的切边顺序和进程，平衡切边抗力，使切边过程平滑稳定，提升切边质量，尤其是确保弹簧座上表面切边进程在平滑稳定行程段进行，形成所需光亮带比例的切边带，可以大幅提升切边光亮带在切边带中的占比。

可选的，终锻件在主销和弹簧座部位设置切边定位斜面和补偿斜面。具体为：定位斜面包括设置在弹簧座上表面下模的弹簧座上表面定位斜面(第五斜面1034a)、设置在弹簧座背工字部下模的弹簧座背工字部凸台定位斜面(第七斜面1035)以及设置在主销两端面下模的主销端面定位斜面(第八斜面1011)。补偿斜面包括设置在弹簧座上表面上模的弹簧座上表面补偿斜面(第三斜面1033a)、设置在弹簧座背工字部上模的弹簧座背工字部凸台补偿斜面(第九斜面1037)以及设置在主销两端面上模的主销端面补偿斜面(第十斜面1012)。

在上述切边工序中，弹簧座上表面下模的第五斜面1034a和上模的第三斜面1033a通过切边、校正去除，达到弹簧座上表面直接热校平，无需经过机械加工便直接达到装配使用的要求；弹簧座背工字部下模的第七斜面1035和上模的第九斜面1037位于前轴锻件非加工面很小的区域上，遗留在锻件成品中；主销两端面下模的第八斜面1011和上模的第十斜面1012位于加工面上，通过机械加工可完全去除。以上工艺补偿的切边定位斜面和切边补偿斜面均不影响前轴锻件结构强度、加工、装配使用性能和外观商品性。

可选的，在切边工序中，还可以通过在凹模内部设置凹模冷却水道以及在凸模内部设置凸模冷却水道，能够将冷却介质引入模具内部，使得模具温度低、温度波动小、温度相对恒定，形状、尺寸及间隙更加稳定，以使切边模具沿前轴终锻件长度方向随模具温度波动的长度变化小于1mm；通过减小切边模具工作过程中的温度变化，减小切边模具的尺寸波动，并且经过对非调质钢锻造而成的前轴锻件进行控冷，能够减小前轴锻件的变形，从而确保前轴锻件尺寸的稳定以及提高切边质量，使得切边特殊部位切边质量持续稳定。

参见图3和图6，在一实施例中，前轴预锻件和前轴终锻件的弹簧座侧面顶角均为外凸的圆弧结构1036，前轴预锻件的弹簧座两侧面中部和前轴终锻件的弹簧座两侧面中部均为内凹的圆弧结构1036。前轴预锻件的弹簧座的两侧采用四个顶角外凸、中间内凹的结构，有利于提升预锻工序弹簧座侧面的填充性，尤其是弹簧座侧面四角难填充部位的填充性；前轴预锻件与终锻型腔匹配，也有利于终锻工序的材料填充。前轴终锻件的弹簧座的两侧采用四个顶角外凸、中间内凹的结构，有利于提升终锻工序弹簧座侧面的填充性，尤其是弹簧座侧面四角难填充部位的填充性，并有利于平衡终锻工序与校正工序的材料容积，确保半闭式热温锻校正后弹簧座棱边笔直、圆角饱满，无尖角、凸起、凹陷及纵向飞边等异常缺陷。

参见图4和图8，在一实施例中，预锻下模601在弹簧座型腔两侧和主销型腔周围设置阻力挡墙2013，终锻下模201在弹簧座型腔的弹簧座上表面一侧型腔设置阻力挡墙2013，改变局部金属流动方式，减缓局部金属流动的剧烈程度，提高填充性，最大限度降低模具变形和磨损，使前轴终锻件形状、尺寸的一致性好，有利于平衡终锻工序与校正工序的材料容积。

参见图8，在一实施例中，终锻下模201在弹簧座型腔两侧和主销型腔周围采用变飞边桥面2014设计，改变局部金属流动阻力，并匹配合理的锻造参数有助于控制锻件厚度方向的尺寸精度。

参见图4和图8，在一实施例中，终锻下模201朝向终锻上模的一侧均凸设有多个夹持定位凸台2011，多个夹持定位凸台2011分别对称分布在终锻下模型腔2012的两侧；机械手夹爪与前轴终锻件视为一体设计。通过设置夹持定位凸台2011在终锻件的飞边上形成机械手夹持位，便于机械手夹爪取放工件，确保终锻工序抓件位置准确，工序间转运平稳，切边工序放件位置准确，有利于终锻件切边姿态的稳定。

参见图13和图14，在一实施例中，在校正工序中，通过校正模具对切边后的前轴锻件的弹簧座进行半闭式热温锻校正精密成形，得到最终的近净成形锻件结构，采用半闭式热温锻校正精密成形有利于确保弹簧座的近净成形质量。

可选的，校正模具包括活动镶块401、固定镶块402和弹簧座压头403，活动镶块401和固定镶块402配合围成用于容纳弹簧座的校正型腔404，弹簧座压头403位于活动镶块401和固定镶块402的上方，并与活动镶块401和固定镶块402配合挤压校正型腔404内的弹簧座以进行半闭式热温锻校正。

通采用半闭式热温锻校正使得校正后的前轴锻件满足弹簧座上表面的平面度≤0.8，两侧弹簧座上表面间的平面度≤1.5，上表面、下表面的平行度≤1.3，弹簧座棱边笔直、圆角饱满，无尖角、凸起、凹陷及纵向飞边等异常缺陷，保证了弹簧座的近净成形质量。

参见图4和图8，前轴锻件在传统切边工序初始状态时，刃口便与飞边接触直接开始切边，切边后弹簧座上表面切边带中切边光亮带占比面积小，不仅会导致弹簧座上表面校平后出现探伤磁痕显示，而且弹簧座上、下表面校平时，终锻材料容积过少会出现棱边不直、异常凹陷，容积过多会出现纵向飞边、异常凸起、尖角，终锻工序和校正工序匹配难度大，只有经过机械加工才能达到装配使用要求。弹簧座上表面加工后会破坏部分金属流线，影响前轴使用强度。而采用本申请的锻造成形工艺得到的前轴锻件与传统工艺得到的前轴锻件相比，毛刺501、断裂带502、光亮带503、塌角504均有明显变化。其中，本申请确保弹簧座上平面切边后无残留、无毛刺，而且切口平整，无急剧变化的异常凸起和凹坑，切边光亮带503在切边带中的面积占比高达95％及以上，满足弹簧座上平面校平后覆盖的切边带探伤无磁痕显示。具体的，本申请的前轴锻件的毛刺带H2、断裂带F2、塌角R2与传统的毛刺带H1、断裂带F1、塌角R1相比均明显减少，而本申请的前轴锻件的光亮带B2与传统的光亮带B1相比在切边带的占比大大增加，确保弹簧座上平面热温锻校平后覆盖的切边带探伤无磁痕显示。

本申请的全流线近净成形前轴锻件采用非调质钢锻造成形，控温冷却硬度均匀、变形小。通过合理匹配预锻工序中前轴预锻件和终锻工序中前轴终锻件的成形形状，逐步改变弹簧座及周边材料变形形态，并通过预锻模具和终锻模具的型腔强化，能够最大限度降低模具变形和磨损，减小弹簧座的变化，使前轴终锻件形状、尺寸的一致性，有利于平衡终锻工序与校正工序的材料容积，确保半闭式热温锻校正后弹簧座棱边笔直、圆角饱满，无尖角、凸起、凹陷及纵向飞边等异常缺陷。同时在前轴终锻件上预先设置定位斜面和补偿斜面，匹配恒温切边模具的凹模大幅度起伏波浪状的曲面结构，采用定位斜面和局部飞边下模面定位，改善切边应力状态、切边顺序、进程，平衡、分散、降低切边抗力，切边定位姿态稳定，切边过程平滑稳定，使弹簧座上表面切边光亮带达到切边带面积的95％及以上，热温锻校平后覆盖的切边带探伤无磁痕显示。最终实现前轴锻件尺寸精度和切边带的外观商品性的提升，特别是前轴锻件的弹簧座上、下表面直接热温锻校平，无需机械加工便达到装配使用要求，金属流线与锻件外形相符，保留完整，提升了前轴强度。同时，弹簧座近净成形结构实现了锻件检测基准与机械加工基准的统一，确保锻件检测精度和机械加工质量，提高检测和机械加工效率，且有助于实现锻件轻量化，提升材料利用率。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，锻件材质为非调质钢，其特征在于，包括以下工序：

预锻工序，通过对称分层拔模以使前轴预锻件的弹簧座上表面包括两个以分模面对称分布的第一折面，所述第一折面包括相连且拔模角度不同的第一斜面和第二斜面；

终锻工序，通过非对称分层拔模对所述前轴预锻件的弹簧座上表面进行终锻，以使获得的前轴终锻件的弹簧座上表面在分模面处形成落差，所述前轴终锻件的弹簧座上表面包括在分模面处形成落差的第二折面和第三折面，所述第二折面包括相连且拔模角度不同的第三斜面和第四斜面，所述第三折面包括相连且拔模角度不同的第五斜面和第六斜面；

切边工序，通过前轴终锻件上的定位斜面和局部飞边下模面进行切边定位，并以前轴终锻件的主销处、弹簧座处以及工字部中部处作为切边起始点；

校正工序，对完成切边后的前轴终锻件的弹簧座进行半闭式热温锻校正。

2.根据权利要求1所述的全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，其特征在于：所述第一斜面为靠近分模面的斜面，第二斜面为远离分模面的斜面，所述第一斜面的拔模角度大于所述第二斜面的拔模角度。

3.根据权利要求1所述的全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，其特征在于：所述第二折面和所述第三折面分别位于终锻上模和终锻下模内，所述第三斜面和所述第五斜面为靠近分模面的斜面，所述第四斜面和所述第六斜面为远离分模面的斜面，所述第四斜面和所述第六斜面的拔模角度相等，所述第五斜面、第四斜面、第三斜面的拔模角度依次增大。

4.根据权利要求3所述的全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，其特征在于：所述前轴终锻件的弹簧座背工字部位于终锻下模内的部位设有第七斜面，所述前轴终锻件的主销的两端面位于终锻下模内的部位设有第八斜面，所述定位斜面包括所述第七斜面、所述第八斜面和所述第五斜面，所述前轴终锻件的弹簧座背工字部位于终锻上模内的部位设有第九斜面，所述前轴终锻件的主销的两端面位于终锻上模内的部位设有第十斜面，所述第九斜面、所述第十斜面和所述第三斜面作为补偿斜面。

5.根据权利要求4所述的全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，其特征在于：在所述切边工序中，通过恒温切边模具对前轴终锻件进行切边；所述恒温切边模具的切边凹模上设有具有起伏形状的刃口，所述刃口的起伏形状包括多个波峰段和波谷段，所述波峰段设置在凹模顶部与前轴终锻件的主销、弹簧座和工字部中部对应的部位，所述工字部中部对应波峰段型腔的两侧设有凸起，弹簧座背工字部对应波峰段的两端设有凸起，所述波谷段处于两波峰段之间，所述波峰段和波谷段采用多段曲面平滑过渡。

6.根据权利要求5所述的全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，其特征在于：在所述切边工序中，所述刃口的波峰段与所述前轴终锻件的主销、弹簧座以及工字部中部配合定位，以使前轴终锻件以水平姿态进行切边。

7.根据权利要求5所述的全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，其特征在于：在所述切边工序中，所述刃口的多个波峰段与所述定位斜面接触定位，所述波峰段的多个凸起与其所对应的飞边下模面接触定位，以使前轴终锻件的弹簧座上表面处与刃口的波峰段对应的飞边下模面悬空。

8.根据权利要求4或7所述的全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，其特征在于：在所述切边工序中，所述前轴终锻件的切边顺序从所述第七斜面、第五斜面、第八斜面和所述凸起对应的飞边部位同时开始，先完成第三斜面的切断，再完成第九斜面和第十斜面的切断，最后完成其余部分飞边的切断。

9.根据权利要求1所述的全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，其特征在于：所述前轴预锻件和所述前轴终锻件的弹簧座顶角均为外凸的圆弧结构，所述前轴预锻件的弹簧座两侧面和所述前轴终锻件的弹簧座两侧面均为内凹的圆弧结构。

10.根据权利要求1所述的全流线近净成形前轴锻件的锻造成形工艺，其特征在于：在所述校正工序，通过校正模具对切边后的前轴终锻件进行半闭式热温锻校正；所述校正模具包括活动镶块、固定镶块和弹簧座压头，所述活动镶块和所述固定镶块配合围成用于容纳弹簧座的校正型腔，所述弹簧座压头位于所述活动镶块和所述固定镶块的上方，并与活动镶块和固定镶块配合挤压校正型腔内的弹簧座以进行半闭式热温锻校正精密成形。

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