基于楔橫軋與擺輾相結(jié)合的汽車半軸毛坯生產(chǎn)

魏光祿

（萊蕪市匯鋒汽車軸齒有限公司，山東 萊蕪271103）

1 成形工藝分析

利用楔橫軋與擺輾相結(jié)合生產(chǎn)汽車半軸，是一種汽車半軸毛坯軋制方法的改進。具體來說，為解決汽車半軸法蘭盤直徑?250mm 以上楔橫軋機無法軋制的難題，實現(xiàn)長度1200mm，法蘭盤直徑?200～?300mm 以上制件一次制作成形。

汽車半軸24K-03065，具有法蘭盤直徑大、長度較長等特點。先利用D46-1250 楔橫軋機將細(xì)長軸頸及各臺階軋制成形，再利用余熱將軋件放入擺輾機，將法蘭盤一次擺輾成形。采用這種工藝，產(chǎn)品內(nèi)在組織晶粒細(xì)化，金屬流線保持連續(xù)，外觀質(zhì)量好，可實現(xiàn)產(chǎn)品桿部和法蘭盤外端面不加工，材料利用率達到99%以上，生產(chǎn)效率高，每班可生產(chǎn)1200 件。

2 工藝與模具設(shè)計

2.1 制作楔橫軋專用模具

模具規(guī)格?1200mm×?1000mm×1400mm，棒料規(guī)格?90mm×635mm，模具多楔軋制，最大軸頸?80mm，最小軸頸?55mm，斷面收縮率69.1%，成形角28°、28°、30°，展寬角11°、8.5°。

2.2 臺階軋制

將鋸好的?90mm×635mm 40Cr 圓鋼棒料放入500kW 中頻感應(yīng)電爐內(nèi)加熱，加熱溫度控制在1050±20℃。

將加熱好的棒料通過自動傳送裝置傳送，再用限位開關(guān)、光電開關(guān)、電磁閥、氣缸，按照推料節(jié)拍傳送到楔橫軋機的上下模具之間，上下專用模具作同向旋轉(zhuǎn)，棒料在專用模具旋轉(zhuǎn)一周的過程中，逐漸將臺階軋制成形。如圖1 所示。

圖1 臺階軋制成形

所述的半軸制坯沿圓周方向上軋制共分為三段：

第一段為楔入段。在該段中，包括起楔角和展開角，軋件在軋輥的壓力作用下，將輸入的加熱金屬棒料初步壓縮和延伸。

第二段為初步定型段。在該段中，大外圓及細(xì)長桿部進一步深軋的同時，細(xì)桿部二次外延起楔，二次深軋外延起楔角分別為29°、30°，使軋坯逐步深軋成形，各部位的直徑和長度均符合半軸制坯的標(biāo)準(zhǔn)。

第三段為精整成型段。將軋件在整周上全部軋制成所需尺寸，并將軋件的全部尺寸精度與表面粗糙度精整后，達到產(chǎn)品的最終要求。通過精軋，將半軸桿部及各臺階軋制成形，各部位的直徑和長度均符合半軸制坯的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 法蘭盤擺輾成形

接下來，利用余熱將軋制毛坯放入DWY99-200E 臥式擺輾機擺輾成型半軸毛坯。24K-03065 半軸法蘭盤最大軸徑為?265mm×1300mm，采用水平運動的臥式擺輾鍛造機，擺頭隨水平滑塊做直線運動，擺動由滑塊內(nèi)主軸旋轉(zhuǎn)帶動來實現(xiàn)，將半軸法蘭盤擺輾成形。如圖2 所示。

圖2 法蘭盤擺輾成形

由于工件以局部循環(huán)變形代替常規(guī)鍛造中的整體變形，因此有明顯的省力特點，與常規(guī)鍛造相比，通?？墒×?0～15 倍，可用于生產(chǎn)需大噸位鍛造設(shè)備加工的鍛件。擺輾機運動方式為水平運動的臥式擺輾鍛造機，擺頭隨水平滑塊作直線運動，擺動由滑塊內(nèi)主軸旋轉(zhuǎn)帶動來實現(xiàn)。并且鍛造變形均勻，金屬流線好，工件質(zhì)量高，可實現(xiàn)少切削或無切削加工，省料節(jié)能，降低勞動強度。制作工藝如下。

2.3.1 首先制作專用模具

模具有凸模、凹模、夾緊模組成，模具材料H13合金工具鋼，經(jīng)過加工、真空淬火制作而成。如圖3所示。

圖3 擺輾專用模具

2.3.2 擺輾準(zhǔn)備

擺輾時，將選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到“調(diào)整”位置，將機器處于開模狀態(tài)，裝夾工件，工件裝夾在機身端部模具內(nèi)，裝夾位置長度由擋料機構(gòu)調(diào)節(jié)。雙手按壓“壓制”按鈕，機器按調(diào)整好的動作輾壓工件。檢查各動作是否正常。

2.3.3 擺輾生產(chǎn)

再將選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到“半自動”位置，按工藝要求調(diào)試半自動工藝，工藝動作為：合?！鷫壕o→主缸快進→主缸慢進→擺頭擺動→整形→主缸微退→主缸后退→主缸停止→松開→開?！_模停止→噴石墨。在輾壓過程中，如出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象應(yīng)及時停機檢查故障。

下料時，棒料截取的長度以其重量等于或略大于所要軋制和擺輾的半軸重量之和即可。

3 結(jié)論

采用楔橫軋與擺輾相結(jié)合的工藝，不僅節(jié)材、效率高，而且變形均勻、金屬流線好、軋件質(zhì)量高、可軋制較大直徑工件。同時，由于采用了余熱，無需二次加熱，工件一次成型，節(jié)材、節(jié)能，具有良好的社會和經(jīng)濟效益。