楔横轧工艺在汽车半轴

楔横轧工艺在汽车半轴 生产中的应用 一、前言 汽 车 半 轴 是 汽 车 驱 动 系 统 中 的 一 个 重要 零 件 ， 也 是 典 型 的 长 轴 类 锻 件 （ 如 图 1所示 ） 。 其 杆 部 细 长 ， 头 部 较 大 呈 盘 壮 ， 主要 变 形 区 集 中 在 头 部 ， 杆 部 变 形 较 少 。 其传 统 的 锻 造 工 艺 有 ： 1）平锻机锻造。平 锻 机 有 立 式 和 卧 式 两种 型 式 ， 是 传 统 的 锻 造 半 轴 的 设 备 。 一 般应 用 35个 工 位 ， 使 头 部 逐 渐 变 形 至 最 终 所需 形 状 ， 而 杆 部 不 参 加 变 形 。 此 种 工 艺 优点 是 锻 件 成 形 工 艺 稳 定 、 效 率 高 ； 缺 点 是杆 部 无 法 变 形 ， 另 外 设 备 一 次 性 投 资 较 大 、设 备 维 护 费 用 高 、 工 人 劳 动 强 度 大 也 是 许多 厂 家 较 少 采 用 的 原 因 之 一 。 2）摆碾机锻造。用 摆 碾 机 使 半 轴 的 头 部 成 形 ， 而 杆 部再 利 用 车 削 的 方 法 达 到 形 状 要 求 是 许多 中 小 型 工 厂 普 遍 采 用 的 生 产 工 艺 。其 工 艺 过 程 是 ： 首 先 对 坯 料 进 行 局 部加 热 ,在 油 压 机 或 螺 旋 压 力 机 上 进 行端 头 墩 粗 ,当 金 属 聚 集 到 一 定 程 度 之后 ,再 到 摆 碾 机 上 进 行 头 部 摆 碾 成 型 。该 工 艺 特 点 是 ， 一 般 需 两 火 加 热 ， 因此 能 耗 大 生 产 效 率 低 。 图 1 半 轴 零 件 图 以 上 两 种 典 型 工 艺 方 法 ，均 采 用 局 部 墩 粗 工 艺 使 头 部 成形 而 杆 部 不 参 加 变 形 。 而 杆 部成 形 最 终 是 依 靠 机 加 工 的 方 法来 达 到 所 要 求 的 形 状 尺 寸 ， 这样 杆 部 纤 维 切 断 ， 影 响 了 杆 部机 械 性 能 ， 而 且 材 料 利 用 率 、生 产 效 率 也 非 常 低 。 楔 横 轧 工 艺 是 最 近 十 几 年 来 发 展的 一 种 轴 类 零 件 少 无 切 削 加 工 新 工艺 ， 该 工 艺 是 利 用 两 个 同 向 旋 转 的轧 模 ,使 坯 料 逐 步 变 形 以 达 到 径 向 减小 轴 向 增 长 的 工 艺 方 法 。 其 具 有 生产 效 率 高 、 功 率 消 耗 低 、 模 具 寿 命长 自 动 化 程 度 高 等 特 点 。 对 于 汽 车半 轴 锻 件 ， 可 以 利 用 楔 横 轧 工 艺 使其 杆 部 变 形 达 到 所 需 形 状 尺 寸 ， 而且 不 需 要 再 加 热 ， 直 接 应 用 摆 碾 机完 成 头 部 的 加 工 。 二、楔横轧半轴生产线简介 图 2所 示 是 东 北 一 汽 车 半 轴厂 应 用 楔 横 轧 工 艺 生 产 汽 车半 轴 的 生 产 线 示 意 图 。 图 2 半 轴 生 产 线 示 意 图中 频 感 应 加 热 炉 自 动 上 料 机 双 辊 楔 横 轧 机 摆 碾 机摆 碾 机输 送 滚 道欠 温 料 箱过 烧 料 箱 成 品 箱成 品 箱 生 产 工 艺 流 程 如 下 下 料 中 频 感 应 加 热 双 辊 楔 横 轧 轧 制 杆 部 两 台 摆 碾 机 摆 头 部 冷 校 正 杆 部 抛 丸 清 理 热 处 理 车 端 部 冷 轧 花 键 检 验 入 库 按 尺 寸 要 求 下 好 的 坯 料 ， 经人 工 摆 放 到 中 频 感 应 加 热 炉 入 口 ，通 过 炉 口 的 自 动 送 料 机 构 将 坯 料送 入 到 中 频 感 应 加 热 炉 内 ,加 热好 的 坯 料 由 炉 口 自 动 出 炉 ,在 出炉 口 设 置 温 度 检 测 装 置 ,以 检 测坯 料 的 温 度 。 通 过 温 度 检 测 ， 正常 温 度 的 坯 料 直 接 进 入 下 一 工 序 ，而 过 烧 、 欠 温 的 坯 件 ， 则 各 自 分检 到 各 自 的 通 道 ， 落 入 料 箱 。 由 加 热 炉 正 常 温 度 通 道 输 送 过 来 的 坯件 ， 直 接 进 入 到 楔 横 轧 机 的 自 动 送 料装 置 内 ， 按 照 设 定 的 节 拍 自 动 送 料 机构 将 坯 料 送 入 到 轧 机 的 轧 制 空 间 ， 机器 旋 转 一 周 ， 即 完 成 杆 部 轧 制 过 程 。轧 好 的 轧 件 从 轧 机 的 出 料 口 落 到 输 送带 上 送 到 下 一 工 序 -摆 碾 机 的 工 作 位置 。 一 台 楔 横 轧 机 可 以 同 时 供 两 台 摆碾 机 工 作 ， 摆 碾 机 上 的 操 作 是 靠 人 工进 行 上 下 料 。 从 摆 碾 机 上 完 成 的 半 轴毛 坯 ， 即 进 入 后 续 的 冷 加 工 工 序 ， 至此 ， 热 加 工 工 序 结 束 。 三、D46-1250双辊楔横轧机 根 据 生 产 厂 家 半 轴 产 品 规 格 ， 本条 生 产 线 采 用 D46-1250双 辊 楔 横轧 机 ， 作 为 本 条 生 产 线 的 主 要 设备 。 该 机 采 用 整 体 式 结 构 ， 使 其具 有 刚 度 高 、 结 构 紧 凑 、 外 形 美观 占 地 面 积 小 等 特 点 ； 使 主 机 和传 动 机 构 紧 贴 在 一 起 ， 实 现 机 器全 封 闭 并 装 有 制 动 器 和 离 合 器 ；采 用 PLC控 制 技 术 可 实 现 连 续 、 半自 动 单 次 及 调 整 等 工 作 模 式 ； 上 轧 辊 可 实 现 上 下 直 线 移 动 以 调 节 轧 辊间 距 ， 并 有 电 动 和 手 动 两 种 调 整 方 式 以实 现 粗 调 和 微 调 ； 下 轧 辊 通 过 齿 轮 箱 中的 相 位 调 整 机 构 可 实 现 20 的 旋 转 运动 以 调 整 模 具 的 相 位 ； 采 用 的 刚 性 破 坏式 超 负 荷 保 护 装 置 可 实 现 机 器 的 安 全 保护 ,且 具 有 更 换 方 便 、 快 捷 成 本 低 等 优 点 ；主 机 上 安 装 有 可 开 式 导 向 板 结 构 ， 使 模具 的 安 装 和 维 修 更 为 方 便 和 快 捷 。 另 外 ，本 机 还 带 有 气 动 式 自 动 送 料 机 构 ， 可 确保 送 料 准 确 可 靠 、 位 置 可 调 。 该 机 主 要 技 术 参 数 如 下 ： （ 1） 机 器 型 号 ： D46-1250（ 2） 轧 辊 中 心 距 ： 1250mm（ 3） 轧 辊 直 径 ： 980mm（ 4） 轧 辊 长 度 ： 1200mm（ 5） 可 轧 坯 料 最 大 直 径 ： 120mm（ 6） 轧 辊 转 速 ： 68r/min（ 7） 轧 辊 中 心 距 调 节 量 ： 40mm (8) 下 轧 辊 相 位 调 节 量 ： 20 四、汽车半轴楔横轧工艺设计 由 以 上 分 析 可 知 ， 楔 横 轧 工 艺 只 能 完 成 对 汽 车半 轴 杆 部 的 轧 制 。 以 图 1为 依 据 并 考 虑 摆 碾 机 的 摆碾 比 ， 楔 横 轧 毛 坯 图 需 简 化 成 图 3所 示 形 状 。 分 析图 3知 ， 该 轧 件 为 一 典 型 长 轴 类 件 ， 其 断 面 收 缩 率为 62% ， 可 以 进 行 一 道 次 轧 制 ； 变 形 长 度 长 为 764mm ， 考 虑 到 轧 机 轧 辊 周 长 ， 可 采 用 较 传 统 的楔 横 轧 工 艺 即 单 楔 轧 制 ， 成 形 角 =25 展 宽 角 =9 。 在 设 计 模 具 时 ， 应 特 别 注 意 的 是 ； 由 于变 形 部 位 较 长 ， 为 了 避 免 轧 件 中 部 产 生 疏 松 等 缺陷 的 产 生 ， 应 使 已 轧 部 位 逐 渐 脱 离 轧 模 ， 即 在 模具 已 成 形 部 分 轧 制 面 应 低 于 成 形 面 。 该 轧 模 共 有三 部 分 组 成 ， 即 楔 入 段 、 成 形 段 和 整 形 段 。 图 2 楔 横 轧 轧 件 图 五、结论 1 采 用 楔 横 轧 工 艺 +摆 碾 工 艺 能 够 使 汽 车 半轴 毛 坯 的 杆 部 得 到 了 变 形 加 工 ， 从 而 较 好 的 解决 了 传 统 的 半 轴 锻 造 生 产 工 艺 杆 部 不 能 变 形 的缺 点 ， 是 理 想 的 替 代 工 艺 。 同 时 该 工 艺 具 有 生产 效 率 高 、 节 材 、 节 能 、 自 动 化 程 度 高 等 优 点 。 2 所 设 计 的 楔 横 轧 工 艺 ， 参 数 合 理 、 工 艺 稳定 ， 能 满 足 后 续 工 序 的 要 求 及 对 杆 部 质 量 的 要求 。 一 模 一 件 工 艺 可 以 供 两 台 摆 碾 机 同 时 工 作 ，中 间 无 需 再 进 行 二 次 加 热 。 3. 采 用 的 D46-1250双 辊 楔 横 轧 机 ， 结 构 合 理 、调 整 方 便 、 性 能 稳 定 ， 是 较 理 想 的 汽 车 半 轴 杆部 生 产 设 备 。 谢 谢