重卡前轴锻造工艺设计与缺陷分析
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【摘 要】前轴的生产工艺科归纳为锤上模锻、热模锻压力机上模锻、成型辊锻等几种工艺类型。成型辊锻所需锻造设备吨位较小。生产实践表明，成型辊锻可以大幅度的节省设备投资，降低生产成本。通过对重卡前轴锻件的工艺分析，制定了合理的工艺方案。对锻件生产过程中可能出现的缺陷进行了分析，提出了合理的解决办法。通过试验锻造出了合格锻件，验证了该工艺切实可行。
1产品分析
前轴是汽车中不可缺少的大型重要零件。汽车前轴形状复杂，承受冲击性负荷，因此对其强度、刚度及疲劳寿命要求较高，其质量直接影响到汽车传动系统的稳定性。因此，一般汽车前轴都采用锻造成型，以保证零件的强度要求和疲劳寿命指标。
2销轨锻件工艺方案分析
前轴在锻造生产中对工艺有较高的要求。汽车前轴具有弯曲轴线的工字型截面，属于细长类的锻件。沿弯曲轴线截面的变化较大，且工字型截面的腹板较薄，筋条窄而深（如图1所示）。锻件成型的关键在于如何保证坯料的合理分配，必须采用有效的制坯手段，提前使坯料均匀分布。现采用二次成型的锻造工艺方案，先进行辊锻制坯，后进行弯曲、预锻、终锻成型。
模锻成型的工艺流程为：下料加热成型辊锻弯曲预锻终锻切边调制处理检验抛丸探伤冷较正抛丸合格锻件
3 缺陷分析及解决办法
3.1头部单侧充不满（如图2所示）
（1）坯料尺寸小，造成辊锻后，单侧无充足料用于成型，解决办法是加长下料尺寸，经试验调整进行验证。（2）为辊锻夹钳口夹取位置不够准确以及弯曲时放料位置有偏差，经试验调整找到其准确位置，头部即可充满。（3）辊锻模具设计不合理，头部位置所设计的容料量偏小，解决办法即加大该位置辊锻型腔。（4）头部位置终锻桥部高度过大，且桥部长度过小，造成锻造过程中料都流进仓部。解决办法是较小桥部高度和增大桥部长度。
3.2 板簧座边角位置充不满
前轴钢板弹簧座位置较容易出现充不满现象。该处充不满会导致加工留有黑皮，造成锻件报废，后果严重。现解决办法是改变预断板簧座位置形状，由之前设计的平直板簧座外沿，更改为两侧高出，中间位置较低的外沿形状。这样进行设计更改的好处是增加了板簧座边角位置的坯料，保持中间位置坯料不增多，会改善板簧座边角位置的充满情况，但不会因为增加了坯料而产生折叠。
3.3 疲劳寿命指标达不到要求，提前断裂
前轴的疲劳寿命指标是该锻件产品的一项特殊特性，必须予以满足。否则会造成车毁人亡的严重后果。根据此种情况的发生，制定了如下改进方案。经过实际生产验证，效果良好。（1）增大板簧座下边缘厚度（见图4 H处）；（2）增大R1，R2圆角半径，使过度更加平滑（见图4）；（3）加大R3中心位置L尺寸（见图4）
4结语
（1）所采用的锻造工艺经生产验证，效果较好，所生产的锻件合格，满足产品质量要求。对于长轴类复杂锻件，合理的工艺设计至关重要。（2）前轴锻件的缺陷分析至关重要，实际锻造之前可以用模拟软件进行分析，对比现场实际生产，慢慢积累经验，是以后解决此类问题的关键。
参考文献：
[1]中国机械工程学会塑性工程学会.锻压手册第1卷[M].北京：机械工业出版社，2007.
作者简介：黄程程（1985―），女，汉族，吉林人，助理工程师，辽源方大锻造有限公司技术员，主要从事锻造模具设计与研究。