[发明专利]转向节闭式锻造工艺

说明书

技术领域

本发明属于机械制造领域的锻造加工工艺，是一种汽车转向节的锻造生产技术。

背景技术

汽车转向节是一个承受前轮载荷的重要保安件，它连接着汽车的转向系统、制动系统、行驶系统，是汽车前桥总成中的关键保安部件之一，是汽车行驶中安全性的有力保证，在汽车底盘部件中属于形状非常复杂的保安件。汽车转向节主要由三部分组成：杆部、法兰盘和两耳，法兰盘连接杆部和两耳，常见的转向节采用卧式锻造方式即主要变形工步的锻击方向与转向节杆部轴线垂直。但有一种转向节的转向限位空间两侧有加强筋连接两耳，此结构使该转向节必须采用立式锻造方式即主要变形工步的锻击方向与转向节杆部轴线平行，如斯太尔91系列重型车用的转向节。

目前国内该转向节具有代表性的锻造工艺如下：热模锻压力机上锻造工艺为加热、镦粗、挤压、预锻、终锻、切边、校正；摩擦压力机上锻造工艺为：加热，在空气锤上拔长杆部，整圆杆部，然后头部压扁，再在摩擦压力机上终锻成型，最后切边、校正；模锻锤上锻造工艺为加热，在3T模锻锤上拔长杆部、头部压扁、镦粗、预锻，二火加热后放在10T或16T模锻锤上终锻成型，然后切边、校正。上述生产技术均采用有飞边的开式模锻工艺，该类工艺生产转向节时，转向节的杆部在下模，耳部在上模，生产过程中产生较大的飞边，需要有切边工序，金属消耗大，材料利用率低。

发明内容

本发明的目的是：克服原有工艺的不足，提供一种锻造工步少、模具投入少、材料利用率高，生产效率高，采用闭式锻造工艺在电动直驱螺旋压力机上锻造汽车转向节的生产工艺。

本发明的技术方案是：采用中频加热炉加热圆形棒料至锻造工艺所需温度，在镦粗台上镦粗，然后把镦粗后的坯料放在挤压制坯模具中挤压制坯，再转入终锻模具中终锻成型，本工艺中，采用闭式锻造工艺，在电动直驱螺旋压力机上进行锻造，挤压制坯模具、终锻模具均为闭式结构，转向节的杆部放在上模，耳部放在下模，杆部尾端拔模角度为1°～3°，杆部其余部分设计成锥杆，在挤压制坯模具中锥杆与法兰盘交接处设计成与水平面夹角为18°～30°的圆锥面，在挤压制坯模具下模型腔较深的长耳顶部设置有储气槽，两耳之间设计有凸台连接两耳，凸台凸出法兰盘35mm～50mm，凸台两侧与法兰盘部交接处设计成与水平面夹角为30°～40°的斜面，挤压制坯模具型腔总体积比终锻模具总体积大8-10％，挤压制坯模具、终锻模具上下模挤压筒的拔模角度设计为1°～3°，高度设计为40mm～60mm，间隙设计为0.15mm。挤压制坯、终锻成型均有试打步骤，即通过实际调试来确定所需的打击能量，按照先轻后重逐步增加打击能量的步骤试验出适当的打击能量，并储存该打击能量的程序以供批量生产时调用，挤压制坯试打时，当逐步增加打击能量至挤压制坯所得到的坯料刚刚出现毛刺时，即减小打击能量，至没有毛刺出现，在此打击能量值上再减小2-3％确定为挤压制坯的打击能量值，终锻成型试打时，逐步增加打击能量至终锻成型所得到的锻件刚刚出现毛刺时，在此打击能量上再增加2-3％确定为终锻成型的打击能量值。

电动直驱螺旋压力机特点在于设备提供给锻造各工步所需的打击能量可由电脑程序预先设定，滑块下行打击能量消耗完后滑块回程完成打击程序，原则上设备提供的打击能量应等于金属塑性变形所需的能量，但在实际生产过程中为保证金属在模具型腔内充型饱满，上、下模具闭合即打靠，锻件厚度尺寸合格，设定的打击能量往往略大于金属塑性变形所需的能量。本发明利用电动直驱螺旋压力机可设定锻造各工步的打击能量这一性能特点采用闭式锻造工艺锻造转向节，用三个锻造工步，即镦粗、挤压制坯、终锻，实现转向节的无飞边锻造，节约了预锻、切边、校正等工序，并且提高了转向节的锻造材料利用率、减少了模具投入、提高了生产效率、降低了生产成本。