汽车半轴成形技术研究现状及展望.doc

汽车半轴成形技术研究现状及展望汽车半轴成形技术研究现状及展望.txt求而不得，舍而不能，得而不惜，这是人最大的悲哀。付出真心才能得到真心，却也可能伤得彻底。保持距离也就能保护自己，却也注定永远寂寞。 本文由暴民贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 Total No 1148 December 2004 冶 金 设 备 METALLURGIC EQUIPMENT AL 总第 148 期 2004 年 12 月第 6 期 #专题论述# 汽车半轴成形技术研究现状及展望 o 1 赵静 ( 1: 山东理工大学轻工学院 1、 2 束学道2 胡正寰2 王占华3 北京 100083; 吉林 132301) 山东济南 255049; 2: 北京科技大学机械工程学院 3: 吉林市建龙钢铁有限责任公司带钢厂 摘要 汽车半轴是汽车的重要零件之一, 研 究其精密成形技 术具有重 要的应用价 值。对目 前国内 外汽 车半 轴成形几种主要技术的研究现状进行较详细论述, 并 比较了它们各自的优缺点, 指出多楔楔横轧精 密成 形技术生产汽车半轴将是今后汽车半轴成形的主要趋势。 关键词 汽车半轴 多楔楔横轧 精密成形 文献标识码 A 中图分类号 TG249. 5 The Futur e and Actuality of Study on Technology in For ming Automobile Semiaxes 2 Zhao Jing1、 Shu Xuedao2 Hu Zhenghuan2 Wang Zhanhua3 ( 1: ShanDong University of Technology; 2: University of Science and Technology Beijing; 3: Jilin Jianlong Iron and Steel Co. , Ltd. ) ABSTRACT Several technologies in forming automobile semiaxes are introduced, and the advantages and disadvan2 tages of such technologies are analyzed. It is concluded that Multi- wedge Cross Wedge Rolling(MCWR) will be the main technology in forming automobile semiaxes. KEYWORDS Automobile semiaxes Multi- wedge Cross Wedge Rolling( MCWR) Precision forming 1 前言 随着我国汽车工业的飞速发展, 汽车半轴的 要的承载件, 也是汽车上的易损部件之一。 本文对目前国内 外汽车半轴成 形几种主要 技术的研究现状进行较详细论述, 并比较了它们 各自的优缺点, 指出多楔楔横轧精密成形技术生 产汽车半轴将是今后汽车半轴成形的主要趋势, 研究半轴多楔成形理论具有重大的应用价值。 2 2. 1 汽车半轴成形技术的研究现状 平锻或摆辗等锻造方法生产半轴 目前, 国内外生产半轴主要利用平锻或摆辗 等锻造方法 1- 4 需求量越来越大, 如何提高汽车半轴的产量和质 量、 降低半轴的生产成本、 实现半轴经济化生产、 满足市场的需求已成为目前 迫切需要解决 的重 要课题。为此, 探求汽车半轴精密成形方法和技 术具有重要的现实意义。 汽车半轴是汽车的重要传力零件, 它不仅要 传递来自汽车发动机的扭矩, 还要承受车轮上作 用的垂直力、 侧向力以及牵引力和制动力所形成 的纵向力。所以, 汽车半轴是汽车传动系统中重 , 其中平锻工步如图 1 所示。锻 造方法生 产半轴, 通 常需要 经过聚 料、 预锻、 终 1 o 本项目为国家自然科学基金资助项目( 50475175, 50205004) 作者简介: 赵静, 女, 1971 年出生, 山东理工大学轻工学院讲师, 现为北京科技大学 2003 级博士研究生 ) 32 ) 赵 静等: 汽车半轴成形技术研究现状及展 望 2004 年 12 月第 6 期 锻, 再进行调头镦 尾部和切边等多 道工步, 而且 每道工步都需要配置相 应设备和模具; 另外, 锻 造方法生产半轴, 锻造成形部分必须经过粗加工 后再进行精加工, 而且其细杆部也必需进行车削 加工。 2. 3 楔横轧多楔工艺轧制半轴 楔横轧多楔轧制 是主楔和侧楔 同时对轧件 进行径向压下和轴向延伸的塑性成形, 是一种先 进的长轴类零件精密 成形技术。采用多楔精密 轧制成形新工艺, 就是在楔横轧机上安装具有 2 6 对楔多楔模具轧制半轴。具体实施过程是将 圆棒料加热到 1000 1200 e , 通过轴向进料装置 送入两个同向旋转具有 2 6 对楔的多楔模具间 进行轧制。图 3 为一种多楔楔横轧汽车后桥半轴 模具图, 其模具展开图如图 4 所示。模具参数为 成形角取 A= 18 340 主楔 展宽角 取 B= 4 b、 120 任一侧楔展宽角为: b, i- 1 图 1 平锻工步图 1- 积聚 ? ; 2- 积聚 ; 3- 预煅; 4- 终煅; 5- 调 头镦尾部及切边 Bi = B+ K= 1 H 2 k 式中: i - 楔序号; ( 1) H - 第 k 楔展 宽段端面移动 量曲线与轧辊 k 中心连线的夹角。 2. 2 楔横轧单楔工艺轧制半轴 楔横轧是一种先进的轴类零件成形技术, 它 的工作原理如 图 2 所示。两 个带楔形模具 的轧 辊, 以相同的方向 旋转并带动圆形 轧件旋转, 轧 件在楔形孔型的作用下, 轧制成各种形状的台阶 6 轴5、 。楔横轧的变形主要是径向压缩和轴向延 伸。楔横轧单楔精密成形汽车半轴, 就是在楔横 轧机上安 装单楔 模具, 将 圆棒 料加热 到 1000 1200 e , 通过轴向进料装置送入两个同向旋转单 楔模具间进行轧制。模具参数成形角取 A= 18 34b、 展宽角取 B= 4 12 b。采用楔横轧单楔工艺 轧制半轴, 只需一副模具即可实现半轴上除法兰 盘联接部分的成形, 对于半轴细杆部无需进行车 削加工, 而其它部分无需粗加工直接进入精加工 即可。 图3 多楔楔横轧模具 图 4 多楔楔横轧模具展开图 汽车后桥半轴的轧制过程为将直径 90mm, 长度 为 554mm 的圆棒料毛坯, 加热温度为 1100 e , 通 图 2 楔横 轧工作原理图 过轴向进料装置送入两个同向旋转的 3 对楔汽车 ) 33 ) 总 第 148 期 冶 金 设 备 2004 年 12 月第 6 期 后桥半轴模具间进行轧制, 将汽车后桥半轴轧制 成品中未轧端部进行平锻或摆辗, 再进行局部精 加工, 得到成品汽车后桥半轴如图 5 所示( 图中详 细数据略) 。 轧精密成形技术生产汽车半轴将 是今后汽车半 轴成形的主要趋势。 4 展望 综合前面分析可知, 楔横轧多楔精密成形工艺轧 制半轴是适合专业化、 经济化大批量生产长轴类 零件 的有效 工艺 手段, 是 今后 的发 展方 向。因 此, 当务之急是深入开展楔横轧多楔精密成形长 轴类零件理论的研究, 建立完善的楔横轧多楔精 密成形长轴类 零件理论, 并用来指导生 产, 以实 现汽车半轴的 专业化、 济化生产, 满足汽车半 经 轴大批量、 高质量生产的市场需求。 参考文献 1 李健. 汽车半轴锻件生产新工艺. 锻 压技术. 1997( 6) 2 向会 仁. 汽 车半 轴的 摆 碾与 锤锻 工 艺比 较. 锻 压 机 械, 1997( 4) : 25- 27 3 陈国斌. 利用自由锻锤锻微车半 轴工艺的 研究. 广西 机械, 2000( 2) : 31- 32. 4 李和平, 金曼曼. 汽车 半轴的 热挤压 成形新 工艺. 塑 性加工技术, 2000( 10) : 35- 36 5 胡正寰, 张康 生, 王 宝雨, 束 学道 等. 楔横 轧零 件成 形 技术与模拟仿真. 北 京: 冶金工业出版社, 2004, 5 6 Yaomin Dong, Tagavi KA, Lovell MR, Zhi Deng. Analysis of stress in cross wedge rolling with application to failure. Inter2 national journal of mechanical science. 42( 2000) : 1233 1253. ( 收稿日期: 2004- 07- 21) 图 5 汽车后桥半轴成品图 3 汽车半轴几种主要成形方法比较 将上述几 种主要汽车半轴 成形方法进行 比 较, 显然, 楔横轧单楔轧制技 术生产半轴与 现有 锻造技术比较, 优 点突出, 主 要表现为单机 生产 率高约 4 6 倍 以上; 材料 利 用率 平均 提 高 约 10% 20% ; 清洁生产, 工作环境噪音小; 机加工 工序减少, 由于现有的锻造工艺生产出的半轴都 要经过粗加工后再精加工, 楔横轧可直接进行精 加工, 而且其中半 轴细杆部分可不 需加工, 通过 轧制即可保证其精度, 故节省工序。但由于单楔 楔横轧工艺轧制生产汽 车半轴, 模 具辊面长, 致 使设备本体重量增加, 模具增大, 模具加工 成本 大大提高, 不易实现经济化生产。采用多楔精密 成形工艺轧制半轴, 可显著节省辊 面, 大大 减少 设备本体尺寸和模具尺 寸, 显著降 低成本, 用较 小设备即可代替单楔轧制而需要的庞大设备, 易 于实现汽车半轴的经济化生产。因此, 多楔楔横 ( 接 13 页) 温度控制模式对料坯的温度进行反馈, 可以 实现动态调节; 但数学模型控制模式由于采用了 先进的/ 前馈与反馈0相结合的控制策略, 其控制 精度与温度控制模式相比有了进一步的提高, 大 大提高了线材的成品质量。 6 结论 线材水箱冷却是线材控制冷却的重要环节, 其温度控制 效果 直接关 系到 线材 成品 的质量。 提出了水箱冷却过程中水流 量的前馈和反 馈相 结