高强度一桥摆臂锻造工艺

摘要

本发明涉及锻造工艺技术领域，公开了高强度一桥摆臂锻造工艺，包括以下步骤，S1下料；S2一次加热；S3拔杆；S4弯形；S5锻造。本发明技术方案在通过使弯形模具的V型凸起转折处倒角的倒角半径大于通过本工艺锻造出的产品V型转折处倒角半径，坯料弯形成型时，坯料V型转折处纵向厚度将会变厚，也即出现多余部分，然后再通过锻造再将多余部分切割掉，从而将带有折叠问题的多余部分去除，打磨时，防止V型转折处纵向厚度变薄，很好地保证了V型转折处的强度，达到了客户的需求，使用寿命得到充分有效的延长；从而解决现有技术中锻造工艺存在对坯料进行弯形时，弯底部容易产生折叠或弯形分料不均匀的情况，致使产品强度无法满足使用需求的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及锻造工艺技术领域，具体是一种高强度一桥摆臂锻造工艺。

背景技术

转向系统主要是用来控制车辆行驶的方向，一桥摆臂是车类转向系统的重要部件，一桥摆臂主要是用于驱动车轮发生角度偏移，并使行驶方向发生改变，现有技术中因一桥摆臂的结构较为简单，因此，可以通过锻造工艺进行生产，目前的锻造工艺包括以下步骤：下料、加热、弯形、预锻、终锻、切边、调质、抛丸，此工艺过程先切割需要的原料钢，然后将原料钢加热到需要的温度，再把原料刚放入到弯形模上进行弯形，经过预锻、终锻和切边得到初成品，在经过调质和抛丸得到成品。

通过以上工艺能得到需要的一桥摆臂产品，但经过实际生产证明，以上工艺还存在以下问题：再对坯料进行弯形时，坯料弯形后弯底部会产生折叠或弯形分料不均匀的情况，将造成产品弯底部缺料，从而降低了产品的强度，使用寿命变短，无法满足客户需要。

发明内容

本发明意在提供高强度一桥摆臂锻造工艺，以解决现有技术中锻造工艺存在对坯料进行弯形时，弯底部容易产生折叠或弯形分料不均匀的情况，致使产品强度无法满足使用需求的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

高强度一桥摆臂锻造工艺，包括以下步骤：

S1下料：取用需要尺寸的钢材；

S2一次加热：将钢材加热到1150±50℃；

S3拔杆：对加热后的坯料进行拉长操作，使得坯料直径变小；

S4弯形：使用弯形模具，弯形模具包括上模和下模，上模形成有V型凸起，V型凸起转折处夹角进行倒角，倒角的倒角半径大于通过高强度一桥摆臂锻造工艺锻造出的产品V型转折处倒角半径，下模形成有与V型凸起配合的V型模腔；将拔杆后的坯料放入到下模模腔上，使用上模下压坯料，使得坯料弯形，弯形后的坯料V型转折处相较产品V型转折处将产生多余部分；

S5锻造：弯形后的坯料放入到锻造模具内，锻造模具成型模腔的V型转折处倒角半径等于产品V型转折处倒角半径，并将弯形后坯料多余部分摆放到锻造模具成型模腔外，锻造的过程中，将多余部分切割下来，并得到初成品。

本发明的技术原理和有益效果为：

针对现有技术中直接对坯料进行弯形，易产生折叠的问题，发明人进行了进一步研究和分析，发现前序加热工序完成后，坯料的流动性较大，直接弯形，金属易向V型转折处聚集，导致V型转折处折叠严重，V型转折处将有很大部分需要打磨掉，V型转折处纵向厚度将较大地变薄，使得V型转折处的强度极大地减弱；之后，发明人为弯形工序之前增加了拔杆工序，经过拔杆先对坯料进行一定的分料操作，减少中部物料，再进行弯形时，发现折叠问题会得到一定的减弱，但是坯料V型转折处折叠问题依然严重，据此，发明人想到了本发明技术方案，既然在弯形的过程中，无法避免折叠问题，发明人就想到先使V型转折处的物料增多，让折叠问题全部出现在物料增多的部分，也就是让折叠出现在多余部分，就成为了解决折叠问题的关键，通过使弯形模具的V型凸起转折处倒角的倒角半径大于通过高强度一桥摆臂锻造工艺锻造出的产品V型转折处倒角半径，坯料弯形成型时，坯料V型转折处纵向厚度将会变厚，也即出现多余部分，然后再通过锻造再将多余部分切割掉，从而将带有折叠问题的多余部分去除，打磨时，防止V型转折处纵向厚度变薄，很好地保证了V型转折处的强度，达到了客户的需求，使用寿命得到充分有效的延长。

进一步，S3和S4之间还包括S31压平：将拔杆后的坯料放入压平模具中，将坯料压制成条状。

有益效果：压平工序的加入，与拔杆工序结合，很好地对坯料进行分料，防止在弯形时，产生更多金属物料向V型转折处流动聚集，减弱产生的折叠问题。

进一步，S5包括S51预锻：将坯件放入到预锻模具内，预锻模具的V型转折处倒角半径等于产品V型转折处的倒角半径，并将坯件V型转折处多余部分摆放到预锻模具成型模腔外，锻造的过程中，将多余部分切割下来，并得到预锻件，锻造温度1050±50℃；S52终锻：将预锻件放入到成型模内，进行继续锻造，得到成型件，锻造温度1000±50℃；S53切边：将成型件放入到切边模内，进行切边和进一步锻造，得到初成品。

有益效果：预锻切除多余部分，并将坯料进一步锻造，然后通过终锻和切边，三次锻造的结合，使得得到初成品的尺寸符合产品尺寸。

进一步，S5之后还包括S6热校正：将锻造后的初成品放入到校正模内进行热校正。

有益效果：因将锻造件从模具中拿出易发生变形的情况，所以需要对锻造件再进行校正，使得制出的一桥摆臂更加符合标准。

进一步，S5和S6之间还包括S54二次加热：将初成品加热到1000±50℃。

有益效果：更好地完成热校正操作，二次加热温度小于一次加热，也使得初成品热校正后温度可以降到不易变形的范围内，防止初成品热校正后再变形。

进一步，S6之后还包括S7热处理：先将热校正后的初成品放入正火炉内进行正火，正火使得初成品硬度为180～220HBS，再使用调质炉进行调质，调质初成品硬度为265～305HBS。

有益效果：在调质之前增加正火操作，正火可以更好地提高锻造件的韧性，使得锻造件的机械性能进一步提高，延长一桥摆臂的使用寿命。

进一步，S6和S7之间还包括S61一次抛丸：对热校正后的初成品进行抛丸，去除氧化皮。

有益效果：热校正后的初成品表面会出现氧化皮，利用一次抛丸工序将氧化皮去除，防止初成品的表面出现凹坑等缺陷，也使得初成品更好地完成后续操作。

进一步，S7之后还包括S8二次抛丸：对热处理后的初成品进行抛丸，去氧化皮。

有益效果：去除初成品上的氧化皮，防止锻造件表面形成凹坑等缺陷。

进一步，S8之后还包括S9机加工：对二次抛丸后的初成品进行机加工，开出需要的连接孔。

有益效果：对初成品进行机加工工序，开出需要连接孔，方便使用。

进一步，S9之后还包括S10表面处理：对机加工后的初成品进行表面处理，消除初成品外观缺陷，得到产品。

有益效果：通过表面处理工序，可消除初成品外观上裂纹、折叠、毛刺等缺陷，使得外观平整光滑。

附图说明

图1为高强度一桥摆臂的立体视图；

图2为图1的正视图；

图3为图2的左侧视图；

图4为本发明高强度一桥摆臂锻造工艺中需要使用的弯形模具的主视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：臂体1、连接孔2、旋转中心孔3、第一臂杆4、第二臂杆5、上模6、下模7。

实施例一

具体见图1至图3：

一种高强度一桥摆臂，包括臂体1，臂体1包括第一臂杆4和第二臂杆5，第一臂杆4和第二臂杆5一体成型，第一臂杆4和第二臂杆5相连接处开有旋转中心孔3，第一臂杆4和第二臂杆5均开有两个连接孔2，第一臂杆4上的两个连接孔2分别开在第一臂杆4的中部和自由端部；第二臂杆5上的两个连接孔2分别开在第二臂杆5的中部和自由端部，第一臂杆4位于中部连接孔2与第一臂杆4位于自由端部之间为第一过渡段，第一过渡段与第一臂杆4之间形成第一过渡夹角，第一过渡夹角为第一过渡钝角，第二臂杆5位于中部连接孔2与第二臂杆5位于自由端部之间为第二过渡段，第二过渡段与第一臂杆4之间形成第二过渡夹角，第二过渡夹角为第二过渡钝角，第一过渡钝角和第二过渡钝角的角度均为B，B为156.04度，第一臂杆4和第二臂杆5之间形成有摆臂夹角，摆臂夹角为摆臂钝角，角度为A，A为90.67度。

针对以上结构的高强度一桥摆臂，本发明高强度一桥摆臂锻造工艺，包括以下步骤：

S1下料：使用锯床，锯切需要尺寸的钢柱，钢柱直径为85-90mm，钢柱的长度为395～443mm，钢材为42CrMo钢材；

S2一次加热：使用中频加热炉，将钢柱加热到1150±50℃，加热时间为1～1.5h，保温时间为1.5～2h；

S3拔杆：使用空气锤对钢柱坯料进行拔杆，形成由中间段粗、两侧段细以及两端段粗度小于中间段大于两侧段构成的工件；

S31压平：将拔杆后的坯料放入压平模具中，使用压力机将坯料压制成条状；

S4弯形：如图4所示，使用弯形模具，弯形模具包括上模6和下模7，上模6形成有V型凸起，V型凸起的夹角进行倒角，倒角的倒角半径为R1＝70mm，大于通过本发明高强度一桥摆臂锻造工艺锻造出的产品V型转折处倒角半径，大于的量一般为20mm-30mm，本实施例产品V型转折处倒角半径选取为R2＝40mm，下模7形成有与V型凸起配合的V型模腔；将拔杆后的坯料放入到下模7上，使用上模6下压条状坯料，金属将朝向阻力小的方向运动，金属将朝向V型模腔的V型转折处聚集，而V型凸起的倒角半径较大，使得坯料V型转折处形成纵向厚度较厚的弯形，及相较产品产生多余部分，而弯形产生的折叠将会聚集在多余部分处，得到坯件；

S51预锻：将坯件放入到预锻模具内，预锻模具的V型转折处倒角半径等于产品V型转折处的倒角半径，并将坯件V型转折处多余部分摆放到预锻模具成型模腔外，锻造的过程中，将多余部分切割下来，并得到预锻件，锻造温度1050±50℃；

S52终锻：将预锻件放入到成型模下模内，使用压力机带动成形模上模锻压预锻件，将预锻件锻压成成型模成型模腔的形状，得到成型件，锻造温度1000±50℃；

S53切边：将成型件放入到切边模内，使用压力机对成型件余料进行切割，得到初成品；

S54二次加热：使用中频加热炉，将初成品加热到1000±50℃；

S6热校正：将二次加热后的初成品放入到校正模内进行热校正；

S61一次抛丸：使用悬挂式抛丸清理机，对热校正后的初成品表面进行处理，去氧化皮；

S7热处理：先将初成品放入正火炉内进行正火，正火使得初成品硬度为180～220HBS，再使用调质炉进行调质，调质初成品硬度为265～305HBS；使用布氏硬度计检验硬度；

S8二次抛丸：再使用悬挂式抛丸清理机，对热处理后的初成品表面进行处理，去氧化皮；

S9机加工：对二次抛丸后的初成品进行机加工，开出需要的旋转中心孔和四个连接孔；

S91探伤：使用磁粉探伤机对机架后的初成品进行探伤，探测初成品内外无裂纹；

S10表面处理：对探伤后的初成品进行表面处理，外观无折叠、裂纹、毛刺等缺陷，得到产品。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。