重卡前軸鍛造工藝設(shè)計與缺陷分析

黃程程

（遼源方大鍛造有限公司，吉林遼源 136600）

重卡前軸鍛造工藝設(shè)計與缺陷分析

黃程程

（遼源方大鍛造有限公司，吉林遼源 136600）

前軸的生產(chǎn)工藝科歸納為錘上模鍛、熱模鍛壓力機上模鍛、成型輥鍛等幾種工藝類型。成型輥鍛所需鍛造設(shè)備噸位較小。生產(chǎn)實踐表明，成型輥鍛可以大幅度的節(jié)省設(shè)備投資，降低生產(chǎn)成本。通過對重卡前軸鍛件的工藝分析，制定了合理的工藝方案。對鍛件生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷進行了分析，提出了合理的解決辦法。通過試驗鍛造出了合格鍛件，驗證了該工藝切實可行。

前軸 工藝設(shè)計 缺陷分析

1 產(chǎn)品分析

前軸是汽車中不可缺少的大型重要零件。汽車前軸形狀復(fù)雜，承受沖擊性負荷，因此對其強度、剛度及疲勞壽命要求較高，其質(zhì)量直接影響到汽車傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，一般汽車前軸都采用鍛造成型，以保證零件的強度要求和疲勞壽命指標。

圖1 前軸鍛件圖

圖2

2 銷軌鍛件工藝方案分析

前軸在鍛造生產(chǎn)中對工藝有較高的要求。汽車前軸具有彎曲軸線的工字型截面，屬于細長類的鍛件。沿彎曲軸線截面的變化較大，且工字型截面的腹板較薄，筋條窄而深（如圖1所示）。鍛件成型的關(guān)鍵在于如何保證坯料的合理分配，必須采用有效的制坯手段，提前使坯料均勻分布。現(xiàn)采用二次成型的鍛造工藝方案，先進行輥鍛制坯，后進行彎曲、預(yù)鍛、終鍛成型。

模鍛成型的工藝流程為：下料→加熱→成型輥鍛→彎曲→預(yù)鍛→終鍛→切邊→調(diào)制處理→檢驗→拋丸→探傷→冷較正→拋丸→合格鍛件。

3 缺陷分析及解決辦法

3.1 頭部單側(cè)充不滿（如圖2所示）

（1）坯料尺寸小，造成輥鍛后，單側(cè)無充足料用于成型，解決辦法是加長下料尺寸，經(jīng)試驗調(diào)整進行驗證。（2）為輥鍛夾鉗口夾取位置不夠準確以及彎曲時放料位置有偏差，經(jīng)試驗調(diào)整找到其準確位置，頭部即可充滿。（3）輥鍛模具設(shè)計不合理，頭部位置所設(shè)計的容料量偏小，解決辦法即加大該位置輥鍛型腔。（4）頭部位置終鍛橋部高度過大，且橋部長度過小，造成鍛造過程中料都流進倉部。解決辦法是較小橋部高度和增大橋部長度。

3.2 板簧座邊角位置充不滿

前軸鋼板彈簧座位置較容易出現(xiàn)充不滿現(xiàn)象。該處充不滿會導(dǎo)致加工留有黑皮，造成鍛件報廢，后果嚴重。現(xiàn)解決辦法是改變預(yù)斷板簧座位置形狀，由之前設(shè)計的平直板簧座外沿，更改為兩側(cè)高出，中間位置較低的外沿形狀。這樣進行設(shè)計更改的好處是增加了板簧座邊角位置的坯料，保持中間位置坯料不增多，會改善板簧座邊角位置的充滿情況，但不會因為增加了坯料而產(chǎn)生折疊。

3.3 疲勞壽命指標達不到要求，提前斷裂

前軸的疲勞壽命指標是該鍛件產(chǎn)品的一項特殊特性，必須予以滿足。否則會造成車毀人亡的嚴重后果。根據(jù)此種情況的發(fā)生，制定了如下改進方案。經(jīng)過實際生產(chǎn)驗證，效果良好。（1）增大板簧座下邊緣厚度（見圖4 H處）；（2）增大R1，R2圓角半徑，使過度更加平滑（見圖4）；（3）加大R3中心位置L尺寸（見圖4）。

4 結(jié)語

（1）所采用的鍛造工藝經(jīng)生產(chǎn)驗證，效果較好，所生產(chǎn)的鍛件合格，滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。對于長軸類復(fù)雜鍛件，合理的工藝設(shè)計至關(guān)重要。（2）前軸鍛件的缺陷分析至關(guān)重要，實際鍛造之前可以用模擬軟件進行分析，對比現(xiàn)場實際生產(chǎn)，慢慢積累經(jīng)驗，是以后解決此類問題的關(guān)鍵。

［1］中國機械工程學(xué)會塑性工程學(xué)會.鍛壓手冊第1卷［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2007.

黃程程（1985—），女，漢族，吉林人，工程師，遼源方大鍛造有限公司技術(shù)員，主要從事鍛造模具設(shè)計與研究。