重卡前軸鍛造工藝設計與缺陷分析

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備噸位較小。生產實踐表明，成型輥鍛可以大幅度的節省設備投資，降低生產成本。通過對重卡前軸鍛件的工藝分析，制定了合理的工藝方案。對鍛件生產過程中可能出現的缺陷進行了分析，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 工藝設計 缺陷分析

1 產品分析

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，其質量直接影響到汽車傳動系統的穩定性。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→預鍛→終鍛→切邊→調制處理→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 頭部單側充不滿（如圖2所示）

（1）坯料尺寸小，造成輥鍛后，單側無充足料用于成型，解決辦法是加長下料尺寸，經試驗調整進行驗證。（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，經試驗調整找到其準確位置，頭部即可充滿。（3）輥鍛模具設計不合理，頭部位置所設計的容料量偏小，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充不滿現象。該處充不滿會導致加工留有黑皮，造成鍛件報廢，后果嚴重。現解決辦法是改變預斷板簧座位置形狀，由之前設計的平直板簧座外沿，更改為兩側高出，中間位置較低的外沿形狀。這樣進行設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。根據此種情況的發生，制定了如下改進方案。經過實際生產驗證，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 結語

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

［1］中國機械工程學會塑性工程學會.鍛壓手冊第1卷［M］.北京：機械工業出版社，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員，主要從事鍛造模具設計與研究。