[发明专利]工程机械及载重车辆轮边支承轴精密成形工艺

说明书

技术领域

    本发明属于车辆技术领域，涉及工程机械及载重车辆轮边支承轴精密成形工艺。

背景技术

轮边支承轴是工程机械及载重车辆如装载机、挖掘机、及重型载重车辆上的主要部件，它在恶劣的工作环境中要承受极大的扭矩和交变应力作用，尤其是花键部位在工作过程中要承受轮边减速机构传递的双向非对称交变扭转载荷，并在工作中频繁承受车辆启动、倒车、加速、刹车等过程带来的冲击，此类冲击工况占车辆工作时间的1/3左右。因此要求产品锻造毛坯要具有沿轴向分布的全纤维金属流线、足够的刚度、耐磨性和极高的回转精度，是工程机械车辆及重型载重车辆上的一类安保件。目前常规的锻造工艺为：加热—压型—复合挤压—反挤—内外机加工—热处理—精加工。这种方法制造出的产品虽然内孔实现了空心，但外圆加工余量大，材料利用率低，且难以形成沿轴向分布的全纤维金属流线，零件的机械性能和抗疲劳寿命较低，难以满足工程机械及重型载重车辆在恶劣工作环境下的特定要求。

发明内容

针对目前工程机械及载重车辆轮边支承轴使用加工所存在的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是研究一种工艺简单、能节约大量金属材料、并可获得沿轴向分布的全纤维金属流线，从而大幅度地提高支承轴抗疲劳寿命的一种工程机械及载重车辆轮边支承轴精密成形工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是采用以下工艺步骤：

⑴.下料：在带锯机上将圆实芯棒材锯成所需长度的坯料；

⑵.加热：采用中频感应加热，在中频加热炉中加热至1100～1180℃，保证坯料温度均匀，避免过热、过烧现象；

⑶.冲孔：将加热的坯料放到油压机内特定的冲孔模内冲孔；

⑷.轧制外形：将冲过孔的工件放入轧机中，中间插入芯轴，利用带楔形模具的轧辊，以相同方向旋转，带动工件反方向旋转，工件在楔形模具的作用下，直径被压缩，长度延伸，轧制成所需的阶梯形零件；

⑸.扩孔成形：将已轧制成内孔为空心，外圆为阶梯轴的零件放入油压机内特定的模具中，将内孔口部扩大、法兰镦挤成形；

⑹.成品。

本发明采用上述制作成形工艺，由于采用一次加热、通过压力机、轧机相结合的全新工艺，使工件在冲压、轧制过程中保持了金属纤维组织在成形过程中的连续性，因而得到了沿轴向分布的全纤维金属流线，从而使产品的抗疲劳性大幅度提高，满足了零件在特定环境中的工作要求。本发明与目前普通的热挤压工艺相比：具有工序简单、劳动强度低，易于实现生产过程自动化，生产效率是普通热挤压工艺的2倍，而且锻造毛坯产品几何尺寸精度高，节省原材料，材料利用率达90%以上（原热挤压工艺原材料利用率为60～70%）。

附图说明

图1表示圆实芯棒材坯料的结构示意图；

图2表示冲孔后的坯料结构示意图；

图3表示冲孔模的结构示意图；

图4表示轧制外形后坯料的结构示意图；

图5表示轧制模的结构示意图；

图6表示扩孔成形后产品的结构示意图；

图7表示扩孔成形模的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明工程机械及载重车辆轮边支承轴精密成形工艺作具体说明。

本发明工程机械及载重车辆轮边支承轴精密成形工艺采用以下工艺步骤：

⑴.下料：在带锯机上将圆实芯棒材锯成所需长度的坯料，参见图1。

⑵.加热：采用中频感应加热，将下料后的实芯棒材坯料在中频加热炉中加热至1100～1180℃，加热过程中，保证坯料温度均匀，避免过热、过烧现象。

⑶.冲孔：将在中频加热炉中加热的坯料放到油压机内特定的冲孔模内冲孔，冲孔模的结构参见图3，经过冲孔模冲孔后的坯料结构如图2所示。

⑷.轧制外形：参见图5，将冲过孔的工件1放入轧机中，中间插入芯轴4，利用带楔形模具2的轧辊3，以相同方向旋转，带动工件1反方向旋转，工件1在楔形模具2的作用下，直径被压缩，长度延伸，轧制成所需的阶梯形零件，图4为轧制外形后坯料的结构示意图, 所使用的轧制模结构如图2所示。

⑸.扩孔成形：将已轧制成内孔为空心，外圆为阶梯轴的零件放入油压机内特定的扩孔成形模具中，将内孔口部扩大同时法兰墩挤成形，扩孔成形后的坯料参见图6所示，所使用的扩孔成形模结构见图7所示。

⑹.成品：经过扩孔成形后的坯料即成为本发明的最终产品。