[发明专利]一种采用U形展宽预成形结构的前轴压弯预成形工艺

说明书

本发明公开了一种采用U形展宽预成形结构的前轴压弯预成形工艺，包括采用辊锻制坯，热模锻压力机上进行压弯、预锻、终锻成形工序；在压弯工序成形的同时，压弯上模的板簧面采用平面结构，压弯下模的板簧背面变形区采用U形展宽预成形结构，所述的U形展宽预成形结构左右对称，且位置和间距与压弯上模的中心距相对应，所述的压弯下模的U形展宽预成形结构长度要比压弯上模的板簧面长，且包含过渡区部分。本发明实现了金属预分配，将压弯件的方截面锻成U形截面，更接近预锻板簧面形状，为后续预锻、终锻成形提供了合理的体积分配，也使得弯曲毛坯进入预锻型腔时有了可靠的定位基准，降低设备压力和废品率、提高模具寿命和材料利用率。

技术领域

本发明属于汽车零部件制造技术领域，具体涉及一种采用U形展宽预成形结构的前轴压弯预成形工艺。

背景技术

汽车前轴属于汽车上重要的保安件，也是汽车上重量最大、长度最长的锻件。前轴锻件通常采用辊锻机制坯，在热模锻压力机上完成压弯、预锻、终锻，需要万吨以上压力机。前轴两个板簧面宽度尺寸大，容易充不满，是其锻造成形难点。传统的热模锻成形工艺中，钢板面为方截面或圆截面，压弯过程中板簧截面没有变形，通过预锻和终锻两次锻压，挤压反充成形。在变形的过程中，存在变形抗力大，金属流动剧烈，模具磨损快，并导致充型不满等问题，同时需要圆钢截面积大，产生的飞边大。所以传统的模锻工艺存在着设备压力大、模具寿命低、材料利用率低、充不满比例高等几方面问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种采用U形展宽预成形结构的前轴压弯预成形工艺，实现金属预分配，将压弯件的方截面锻成U形截面，更接近预锻板簧面形状，为后续预锻、终锻成形提供了合理的体积分配，也使得弯曲毛坯进入预锻型腔时有了可靠的定位基准，降低设备压力和废品率、提高模具寿命和材料利用率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种采用U形展宽预成形结构的前轴压弯预成形工艺，包括以下步骤：

1）采用辊锻制坯，热模锻压力机上进行压弯、预锻、终锻成形工序；

2）在压弯工序成形的同时，压弯上模的板簧面采用平面结构，压弯下模的板簧背面变形区采用U形展宽预成形结构，所述的U形展宽预成形结构设计包括U形结构开口宽度、内腔拔模斜度和圆角的设计；所述的圆角包括内腔上侧面圆角和内腔下底面圆角；所述的U形展宽预成形结构左右对称，且位置和间距与压弯上模的中心距相对应，所述的压弯下模的U形展宽预成形结构长度要比压弯上模的板簧面长，且包含过渡区部分；所述的过渡区部分为压弯下模板簧背面的纵向过渡圆角。

作为进一步技术改进，所述的U形展宽预成形结构的设计方法如下：

1）U形展宽预成形结构的内腔拔模斜度采用15°～30°的斜度范围；U形展宽预成形结构必须保证锻坯能够轻松脱模，且不需要增加额外的顶出机构；在机械手夹持的时候不能有卡顿现象，所以对内腔面内腔拔模斜度的设计有了较高的要求，斜度太大则不利于展宽分料，达不到预成形效果，斜度太小则易出现卡模情况。U形展宽预成形结构内腔的内腔拔模斜度采用15°～30°的斜度范围，是经过充分模拟对比计算得出的最佳范围。

2）U形展宽预成形结构的U形结构开口宽度设计为（n-30）mm，其中n为变形前截面宽度；U形展宽预成形结构的开口宽度设计，需要准确预留板簧截面展宽量余量，通过模拟分析和实际验证，U形展宽预成形结构的开口宽度取（n-30）mm最优效果，其中n为变形前截面宽度。

3）U形展宽预成形结构的两处内腔上侧面圆角采用R15mm～R30mm的倒角，U形的内腔下底面圆角则采用R50mm～R80mm的倒角，纵向过渡圆角采用R30mm～R60mm的倒角；内腔上侧面圆角，经模拟设计取R15mm～R30mm为最优效果，既能有效保证板簧面最大展宽效果，又有利于锻造成形，不会产生折纹；内腔下底面圆角则取R50mm～R80mm为最优效果，能保证板簧背面充满的同时易于脱模；纵向过渡圆角取R30mm～R60mm可以有效避免锻造折纹。