一种半轴套管的加工工艺的制作方法_3

文档序号:8421907阅读:来源:国知局
座710的中心保持重合,两个导向套705分别固定于下模座702的左右两侧,凹模703固定于下模座702的中心位置,冲孔套701置于第三挤压成形工序凹模膛底部的垫板上,冲孔套701外圆表面与模膛壁之间为间隙配合,单边间隙为0.1毫米,冲孔套701可以沿模膛轴线向上移动;
工作时,当第三工序冲头708还没有接触到挤压工件时,导向柱709和导向套705已经开始咬合,此时,导向柱709在导向套705内的行程与冲头的行程同步进行,直到第三工序挤压行程的终点,导向柱709和第三工序冲头708同时停止,这样,在第三工序冲头708对工件进行挤压的整个工作行程中,上下模座702上的导向柱709和导向套705保证了第三工序冲头708轴线与挤压工件轴线重合,中心套707的外表面形状尺寸与第二工序挤压工件大端内孔相一致,在第三工序冲头708未接触到工件之前就以经完全插入第二工序挤压工件大端内孔,随后冲头开始沿工件轴线挤入,在挤压成形的初始阶段,工件末端与模膛底部有一段空隙,工件末端金属坯料可以自由向下移动,因此,在第三挤压工序内孔挤压成形的初始阶段金属变形抗力较小,同时冲头伸出中心套707的长度也较短,冲头的刚性较好,在这一阶段冲头不会发生弯曲变形,随着挤压工件末端金属坯料向下移动,模膛底部原有的空隙逐渐缩小,直至消失,此时金属变形抗力逐渐增大,冲头伸出中心套707的长度也较长,因此,在冲孔成形的结束阶段,冲头容易发生弯曲变形,将内孔挤偏,为了防止这一现象,在第三工序挤压成形的结束阶段,坯料末端与模膛底部的间隙消失,模膛底部的金属坯料将会向冲孔套701中心孔处流动,由于这部分流动的金属坯料与冲孔套701中心孔壁之间有摩擦阻力,处于冲孔套701中心孔轴线(即凹模703膛轴线)处的金属坯料流动速度最快,根据金属流动最小阻力定律,金属坯料对冲头顶部的变形抗力分布状态为:在冲头外圆周处最大,在冲头的中心轴线处最小,这样,向冲孔套701中心孔流动的金属坯料会引导冲头沿凹模703膛轴线(即工件轴线)向下挤压,直至第三挤压工序成形的终点,第三工序挤压成形过程分为初始阶段和结束阶段,在初始阶段,工件内孔挤压成形的同轴度由中心套707来保证,在结束阶段,工件内孔挤压成形的同轴度由冲孔套701来保证,这样,经过第三挤压工序成形得到的挤压工件内孔与外圆的同轴度得到更好的保证,使挤压工件下端以复合挤压变形方式成形,完成半轴套管锻件小端内孔的成形,其中轻卡系列半轴套管小端内孔直径为30毫米?40毫米、重卡系列半轴套管小端内孔直径为60毫米?70毫米,其孔长度与孔直径之比大于4,挤孔所用冲头的长度与直径之比大于7 ;在此挤压过程中,滑板706挤压工作速度大于每秒20毫米,滑板706空载回程速度大于每秒400毫米,滑板706空载下行速度大于每秒600毫米,形成如图5所示工件;
⑤第四挤压成形工序,第四挤压成形工序使用第三挤压成形装置,并将第三工序冲头708替换成第四工序冲头802,挤压工件的始锻温度为600°C,第四工序冲头802的冲压部分由圆柱面和15度圆锥组成,冲头工作部分圆柱面与冲孔套中心孔为间隙配合,单边间隙
0.1毫米,第四工序冲头802工作部分圆柱面直径比第三工序挤压工件内孔直径大0.5毫米,第四工序冲头802工作部分顶端的15度圆锥面自上而下对工件内孔进行扩孔挤压成形,第四工序冲头802工作部分的圆柱表面沿工件内孔壁自上而下起导向作用,第四工序冲头802沿工件轴线向下进行扩孔挤压,使挤压工件内孔壁变形金属坯料的径向厚度为
0.25毫米,这部分金属坯料在冲头顶部15度圆锥面的推挤作用下沿内孔径向自由变形,当冲头顶部15度圆锥面到达扩孔挤压的终点,即冲孔套701的上端面时,工件内孔的多余金属坯料全部挤入冲孔套701内,随着冲头继续下压,冲孔套701内的料头801与工件分离,被挤出冲孔套701,随后,安装于下模座702下方的顶杆沿凹模703膛轴线向上将冲孔套701及挤压好的半轴套管锻件一起顶出,将半轴套管锻件取出之后,冲孔套701随顶杆返回至原位,至此完成半轴套管的挤压成形;在此挤压过程中,滑板706挤压工作速度大于每秒20毫米,滑板706空载回程速度大于每秒400毫米,滑板706空载下行速度大于每秒600毫米,形成如图6所示工件;
2)半轴套管的精压
将挤压成形的半轴套管与冲压桥壳片进行组装,桥壳两端的半轴套管由组焊工装定位,冲压桥壳片由两端半轴套管大端口部的定位台定位,组装完后用冲压设备进行冲压,半轴套管组装时定位台的直径公差控制在0.2毫米内,定位台外圆与半轴套管小端内孔的同轴度控制在0.15毫米内;
步骤二、半轴套管组焊
如图9所示,将步骤一中半轴套管的精压工序中精压后的半轴套管901与冲压桥壳片902的连接部位进行焊接,使半轴套管901与冲压桥壳片902焊接组装在一起形成驱动桥壳,驱动桥壳的中间为主减速器总成安装法兰903,使组焊后的桥壳具有三条轴线,即桥壳中心线,另两条轴线为桥壳左右两端半轴套管901内孔轴线;
步骤三、半轴套管精车
如图10所示,半轴套管与冲压桥壳片组焊后,以桥壳中心线为基准,按照桥壳产品图纸的技术要求,在半轴套管外圆表面加工出轮毂轴承台1004、制动器定位台1003、油封台1001、止推螺纹1002。
[0036]由于采用以上技术方案,在第一挤压工序的挤压成形过程中,坯料的始锻温度为1050°C,此时坯料的金相组织为单一奥氏体,金属坯料大变形量发生在坯料的上端和下端,坯料上端的反挤压变形和坯料下端正挤压变形将较粗大的奥氏体晶粒挤碎,当第一工序挤压变形结束时,第一工序挤压工件上、下端的金相组织为较细小的经过回复再结晶的奥氏体晶粒及其亚晶组织,该挤压工件的中段因没有发生变形,其金相组织保持原有的单一奥氏体组织;在第二挤压工序的挤压成形过程中,挤压工件的始锻温度约为900°C,金属坯料大变形量发生在挤压工件的中部,挤压工件中部的镦粗变形将较粗大的奥氏体晶粒挤碎,挤压后,该部分金属坯料的温度已经较低,已接近铁碳合金的共析转变温度723°C,其金属原子回复再结晶的能力较弱,当第二工序的挤压变形结束时,该挤压工件中部的金相组织为细小的来不及长大的奥氏体晶粒及大量的亚晶组织,在第二工序的挤压成形过程中,工件的上、下端发生的变形量较小,这种变形在该挤压工件的上、下端金属坯料内形成了大量的奥氏体亚晶组织,而其中在第一工序挤压成形过程中形成的较细小的奥氏体晶粒保持不变;
在第三挤压工序的挤压成形过程中,挤压工件的始锻温度已低于铁碳合金的共析转变温度723°C,大变形量发生在挤压工件下端杆部,该部内孔的复合挤压成形将金属坯料细小的奥氏体晶粒及其亚晶组织沿工件轴线方向拉长,并在晶间形成了大量位错结构;
在第四挤压工序的挤压成形过程中,金属坯料变形仅发生在挤压工件小端内孔壁表层,此时,该部分金属坯料的温度已降至近600°C,扩孔挤压成形将工件小端内孔壁表层金属细小的奥氏体晶粒及亚晶组织沿内孔轴线方向进一步拉长,同时在晶粒之间形成更多的位错结构;在挤压成形的四个工序中,金属坯料主要沿工件轴线方向流动,这样,使热扎钢材原有的较粗的纤维流线变得更细密。
[0037]综上所述,经过上述四个工序挤压成形的半轴套管的金相组织是:晶粒度变得更细,半轴套管样件金相检测结果表明,半轴套管小端内孔壁处的晶粒度达到7级;金属纤维流线变得更细密;半轴套管小端内孔壁形成了由拉长的细小晶粒及亚晶组织、晶间位错结构、细密
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