【摘要】：針對半軸法蘭盤擺輾成形工藝中存在的分模面飛邊、盤部厚薄不均、產(chǎn)生縱向飛邊等問題,擬采用液壓機(jī)閉式模鍛工藝成形半軸法蘭盤。通過有限元軟件對閉式模鍛工藝進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,根據(jù)充填效果、終鍛溫度場、行程載荷、等效應(yīng)變和等效應(yīng)力的分布,驗(yàn)證了成形工藝的正確性并優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)。在液壓機(jī)上成功試制出半軸鍛件,工藝試驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果吻合,成形產(chǎn)品尺寸精度高,質(zhì)量可靠,滿足設(shè)計(jì)要求。與原有工藝相比,存在的問題基本消除,產(chǎn)品一致性好,免去了粗車加工。
【圖文】：

564mm;體積約為1167cm3，質(zhì)量約為9.14kg。圖1某汽車半軸鍛件(a)平面圖(b)三維圖Fig.1Forgingofanautomobilehalf-axle(a)Planegraph(b)Three-dimensionaldiagram原有工藝為擺輾機(jī)擺輾成形，工藝流程為:毛圖2原有工藝模具及產(chǎn)品(a)擺輾下模(b)分模面飛邊(c)不平整(d)端面飛邊Fig.2Moldsandproductsfororiginalprocess(a)Bottomdieofrotaryforming(b)Flashofpartingsurface(c)Out-of-flatness(d)Flashofendface坯棒料端局部加熱液壓機(jī)上鐓粗預(yù)制坯二次加熱擺輾終成形。該工藝的現(xiàn)狀如下:如圖2a所示，擺輾下模采用分塊模具;如圖2b所示，沿?cái)[輾下模分模面形成飛邊，飛邊需要通過粗車加工去除，會加劇模具磨損;如圖2c所示，法蘭盤的上端面出現(xiàn)傾斜，造成上、下端面的圓不同心，為確保法蘭成形飽滿，該處單邊余量一般取3～5mm;如圖2d所示，法蘭盤的上端面有大量飛邊。此外，擺輾的局部成形造成應(yīng)力不均，使得桿部產(chǎn)生跳動，影響桿部垂直度，需要進(jìn)行熱粗校。2工藝設(shè)計(jì)2.1工藝方案的確定根據(jù)半軸的結(jié)構(gòu)和尺寸，確定局部鐓粗成形法蘭盤。根據(jù)等體積原則，計(jì)算得到法蘭盤部分所需的毛坯尺寸為Φ45mm×162mm。考慮到中頻加熱損耗為1%左右，以及本工藝的特性———料多會導(dǎo)致法蘭盤厚度增加而不會產(chǎn)生缺陷，所以，對下料精確度要求不高，取坯料變形長度為170mm。為了避免鐓粗時(shí)產(chǎn)生壓縮失穩(wěn)，鐓粗高徑比應(yīng)小于2.5～3。變形部分的坯料高徑比為3.78，一道成形會導(dǎo)致失穩(wěn)彎曲，因此，需要2道鐓鍛成形。半軸頭部的成形工藝為:選用直徑為Φ45mm的棒料，則所需棒料長度為750mm，局部加熱的長度為170mm，局部鐓鍛至Φ60mm×100mm，然后終鍛成形，如第12期陶善虎等:汽車半軸鍛造成形工藝設(shè)計(jì)7

564mm;體積約為1167cm3，質(zhì)量約為9.14kg。圖1某汽車半軸鍛件(a)平面圖(b)三維圖Fig.1Forgingofanautomobilehalf-axle(a)Planegraph(b)Three-dimensionaldiagram原有工藝為擺輾機(jī)擺輾成形，工藝流程為:毛圖2原有工藝模具及產(chǎn)品(a)擺輾下模(b)分模面飛邊(c)不平整(d)端面飛邊Fig.2Moldsandproductsfororiginalprocess(a)Bottomdieofrotaryforming(b)Flashofpartingsurface(c)Out-of-flatness(d)Flashofendface坯棒料端局部加熱液壓機(jī)上鐓粗預(yù)制坯二次加熱擺輾終成形。該工藝的現(xiàn)狀如下:如圖2a所示，擺輾下模采用分塊模具;如圖2b所示，沿?cái)[輾下模分模面形成飛邊，飛邊需要通過粗車加工去除，會加劇模具磨損;如圖2c所示，法蘭盤的上端面出現(xiàn)傾斜，造成上、下端面的圓不同心，為確保法蘭成形飽滿，該處單邊余量一般取3～5mm;如圖2d所示，法蘭盤的上端面有大量飛邊。此外，擺輾的局部成形造成應(yīng)力不均，使得桿部產(chǎn)生跳動，影響桿部垂直度，需要進(jìn)行熱粗校。2工藝設(shè)計(jì)2.1工藝方案的確定根據(jù)半軸的結(jié)構(gòu)和尺寸，確定局部鐓粗成形法蘭盤。根據(jù)等體積原則，計(jì)算得到法蘭盤部分所需的毛坯尺寸為Φ45mm×162mm�？紤]到中頻加熱損耗為1%左右，以及本工藝的特性———料多會導(dǎo)致法蘭盤厚度增加而不會產(chǎn)生缺陷，所以，對下料精確度要求不高，取坯料變形長度為170mm。為了避免鐓粗時(shí)產(chǎn)生壓縮失穩(wěn)，鐓粗高徑比應(yīng)小于2.5～3。變形部分的坯料高徑比為3.78，一道成形會導(dǎo)致失穩(wěn)彎曲，因此，需要2道鐓鍛成形。半軸頭部的成形工藝為:選用直徑為Φ45mm的棒料，則所需棒料長度為750mm，局部加熱的長度為170mm，局部鐓鍛至Φ60mm×100mm，，然后終鍛成形，如第12期陶善虎等:汽車半軸鍛造成形工藝設(shè)計(jì)7
【作者單位】： 安徽省合肥汽車鍛件有限責(zé)任公司;合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【分類號】：TG316

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本文編號：2533188