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1、楔橫軋工藝在汽車半軸 生產(chǎn)中的應(yīng)用,山東建筑工程學(xué)院 袁文生 王芳,一、前言,汽車半軸是汽車驅(qū)動系統(tǒng)中的一個(gè)重要零件，也是典型的長軸類鍛件（如圖1所示）。其桿部細(xì)長，頭部較大呈盤壯，主要變形區(qū)集中在頭部，桿部變形較少。其傳統(tǒng)的鍛造工藝有： 1）平鍛機(jī)鍛造。平鍛機(jī)有立式和臥式兩種型式，是傳統(tǒng)的鍛造半軸的設(shè)備。一般應(yīng)用35個(gè)工位，使頭部逐漸變形至最終所需形狀，而桿部不參加變形。此種工藝優(yōu)點(diǎn)是鍛件成形工藝穩(wěn)定、效率高；缺點(diǎn)是桿部無法變形，另外設(shè)備一次性投資較大、設(shè)備維護(hù)費(fèi)用高、工人勞動強(qiáng)度大也是許多廠家較少采用的原因之一。,2）擺碾機(jī)鍛造。 用擺碾機(jī)使半軸的頭部成形，而桿部再利用車削的方法達(dá)到

2、形狀要求是許多中小型工廠普遍采用的生產(chǎn)工藝。其工藝過程是：首先對坯料進(jìn)行局部加熱,在油壓機(jī)或螺旋壓力機(jī)上進(jìn)行端頭墩粗,當(dāng)金屬聚集到一定程度之后,再到擺碾機(jī)上進(jìn)行頭部擺碾成型。該工藝特點(diǎn)是，一般需兩火加熱，因此能耗大生產(chǎn)效率低。,,以上兩種典型工藝方法，均采用局部墩粗工藝使頭部成形而桿部不參加變形。而桿部成形最終是依靠機(jī)加工的方法來達(dá)到所要求的形狀尺寸，這樣桿部纖維切斷，影響了桿部機(jī)械性能，而且材料利用率、生產(chǎn)效率也非常低。,楔橫軋工藝是最近十幾年來發(fā)展的一種軸類零件少無切削加工新工藝，該工藝是利用兩個(gè)同向旋轉(zhuǎn)的軋模,使坯料逐步變形以達(dá)到徑向減小軸向增長的工藝方法。其具有生產(chǎn)效率高、功率消耗低、

3、模具壽命長自動化程度高等特點(diǎn)。對于汽車半軸鍛件，可以利用楔橫軋工藝使其桿部變形達(dá)到所需形狀尺寸，而且不需要再加熱，直接應(yīng)用擺碾機(jī)完成頭部的加工。,二、楔橫軋半軸生產(chǎn)線簡介,圖2所示是東北一汽車半軸廠應(yīng)用楔橫軋工藝生產(chǎn)汽車半軸的生產(chǎn)線示意圖。,,生產(chǎn)工藝流程如下,下料 中頻感應(yīng)加熱 雙輥楔橫軋軋制桿部 兩臺擺碾機(jī)擺頭部 冷校正桿部 拋丸清理 熱處理 車端部 冷軋花鍵 檢驗(yàn) 入庫,,,,,,,,,,,按尺寸要求下好的坯料，經(jīng)人工擺放到中頻感應(yīng)加熱爐入口，通過爐口的自動送料機(jī)構(gòu)將坯料送入到中頻感應(yīng)加熱爐內(nèi),加熱好的坯料由爐口自動出爐,在出爐口設(shè)置溫度檢

4、測裝置,以檢測坯料的溫度。通過溫度檢測，正常溫度的坯料直接進(jìn)入下一工序，而過燒、欠溫的坯件，則各自分檢到各自的通道，落入料箱。,由加熱爐正常溫度通道輸送過來的坯件，直接進(jìn)入到楔橫軋機(jī)的自動送料裝置內(nèi)，按照設(shè)定的節(jié)拍自動送料機(jī)構(gòu)將坯料送入到軋機(jī)的軋制空間，機(jī)器旋轉(zhuǎn)一周，即完成桿部軋制過程。軋好的軋件從軋機(jī)的出料口落到輸送帶上送到下一工序--擺碾機(jī)的工作位置。一臺楔橫軋機(jī)可以同時(shí)供兩臺擺碾機(jī)工作，擺碾機(jī)上的操作是靠人工進(jìn)行上下料。從擺碾機(jī)上完成的半軸毛坯，即進(jìn)入后續(xù)的冷加工工序，至此，熱加工工序結(jié)束。,三、D46-1250雙輥楔橫軋機(jī),根據(jù)生產(chǎn)廠家半軸產(chǎn)品規(guī)格，本條生產(chǎn)線采用D46-1250雙輥楔

5、橫軋機(jī)，作為本條生產(chǎn)線的主要設(shè)備。該機(jī)采用整體式結(jié)構(gòu)，使其具有剛度高、結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀占地面積小等特點(diǎn)；使主機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)緊貼在一起，實(shí)現(xiàn)機(jī)器全封閉并裝有制動器和離合器；采用PLC控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、半自動單次及調(diào)整等工作模式；,上軋輥可實(shí)現(xiàn)上下直線移動以調(diào)節(jié)軋輥間距，并有電動和手動兩種調(diào)整方式以實(shí)現(xiàn)粗調(diào)和微調(diào)；下軋輥通過齒輪箱中的相位調(diào)整機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)20的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以調(diào)整模具的相位；采用的剛性破壞式超負(fù)荷保護(hù)裝置可實(shí)現(xiàn)機(jī)器的安全保護(hù),且具有更換方便、快捷成本低等優(yōu)點(diǎn)；主機(jī)上安裝有可開式導(dǎo)向板結(jié)構(gòu)，使模具的安裝和維修更為方便和快捷。另外，本機(jī)還帶有氣動式自動送料機(jī)構(gòu)，可確保送料準(zhǔn)確可靠、位置可調(diào)。

6、,該機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：,（1） 機(jī)器型號：D46-1250 （2） 軋輥中心距：1250mm （3） 軋輥直徑：980mm （4） 軋輥長度：1200mm （5） 可軋坯料最大直徑：120mm （6） 軋輥轉(zhuǎn)速：68r/min （7） 軋輥中心距調(diào)節(jié)量：40mm (8) 下軋輥相位調(diào)節(jié)量：20,四、汽車半軸楔橫軋工藝設(shè)計(jì),由以上分析可知，楔橫軋工藝只能完成對汽車半軸桿部的軋制。以圖1為依據(jù)并考慮擺碾機(jī)的擺碾比，楔橫軋毛坯圖需簡化成圖3所示形狀。分析圖3知，該軋件為一典型長軸類件，其斷面收縮率為62% ，可以進(jìn)行一道次軋制；變形長度長為 764mm ，考慮到軋機(jī)軋輥周長，可采用較傳統(tǒng)的楔橫軋工

7、藝即單楔軋制，成形角=25展寬角=9。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)特別注意的是；由于變形部位較長，為了避免軋件中部產(chǎn)生疏松等缺陷的產(chǎn)生，應(yīng)使已軋部位逐漸脫離軋模，即在模具已成形部分軋制面應(yīng)低于成形面。該軋模共有三部分組成，即楔入段、成形段和整形段。,,五、結(jié)論,1 采用楔橫軋工藝+擺碾工藝能夠使汽車半軸毛坯的桿部得到了變形加工，從而較好的解決了傳統(tǒng)的半軸鍛造生產(chǎn)工藝桿部不能變形的缺點(diǎn)，是理想的替代工藝。同時(shí)該工藝具有生產(chǎn)效率高、節(jié)材、節(jié)能、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)。 2 所設(shè)計(jì)的楔橫軋工藝，參數(shù)合理、工藝穩(wěn)定，能滿足后續(xù)工序的要求及對桿部質(zhì)量的要求。一模一件工藝可以供兩臺擺碾機(jī)同時(shí)工作，中間無需再進(jìn)行二次加熱。 3. 采用的D46-1250雙輥楔橫軋機(jī)，結(jié)構(gòu)合理、調(diào)整方便、性能穩(wěn)定，是較理想的汽車半軸桿部生產(chǎn)設(shè)備。,謝謝,