[发明专利]一种基于空气锤预坯的汽车转向节立式锻造装置及工艺

说明书

本发明公开了一种基于空气锤预坯的汽车转向节立式锻造装置及工艺，包括冷锻件、预坯组件和锻打组件；其锻造工艺包括：下料→加热→预坯→锻打→切边，其整体工艺基于空气锤预坯，锤砧上开有针对锻件形状专向设计的锥形拔长型腔，圆钢坯料在锥形模中反复拔长至接近锻件杆部长度，然后在旁边锤砧上的平面拍扁头部，合理分布金属，其预坯工序适用于空气锤等普通锻造设备，能够在普通摩擦压力机上实现一火锻造，材料利用率高，具有成本低，工序少，锻件质量好等优点。

技术领域

本发明涉及汽车金属零部件锻造加工技术领域，具体为一种基于空气锤预坯的汽车转向节立式锻造装置及工艺。

背景技术

转向节是汽车转向桥上的关键重要部件，它既支撑车体重量，又传递转向力矩和承受前轮刹车制动力矩，在多变冲击载荷下，保证行驶操纵、直线稳定性，因此，转向节要求具有很高的强度和制造精度。

目前国内外的锻造工艺基本有两种，一种是卧式锻造工艺，这种工艺的制坯工序为拍扁→掉头拍扁→劈叉，该工艺存在锻件精度及材料利用率低、工人劳动强度高、生产效率低下等问题；还容易导致锻件局部的流线紊乱，在法兰盘及杆部结合部位受载荷集中区易发生断裂失效的问题，不利于车辆运行的安全性。另一种是闭式挤压锻造，优点是材料利用率高，缺点集中体现在挤压工序的工艺性差(折迭、填充性差、变形均匀性差，流线不合理)和挤压模具寿命低下(过度磨损、塑性变形严重)，模具费用高，寿命低，需要专用锻造设备，总体成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于空气锤预坯的汽车转向节立式锻造装置及工艺，具有生产成本低、锻件质量好等优点，能够实现一火锻造，既有闭式挤压锻造材料利用率高，又可以适用于普通锻造设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于空气锤预坯的汽车转向节立式锻造装置，包括冷锻件、预坯组件和锻打组件；所述冷锻件由头部、盘部和杆部三部分组成；所述预坯组件包括上锤钻、下锤钻、拍扁平面、上锥形模、下锥形模和豁口；所述冷锻件装夹在上锤钻和下锤钻形成的锥形拔长型腔内，并由预坯组件加工形成预坯件；所述锻打组件包括上模和下模；所述上模上设置有上模腔，上模腔的两侧设置有上凸锁扣；所述下模上设置有与上模腔相对应的下模腔，下模腔的两侧设置有与上凸锁扣相对应的下凹锁扣；所述预坯件装夹在下模腔内；所述上模与下模压合的端面上还设置有飞边槽、阻流沟和过桥。

优选的，所述冷锻件上的杆部细长，盘部近似矩形，头部左右两块似两个长方体。

优选的，所述下锤钻固定在空气锤基座上。

优选的，所述上模和下模分别固定在模座上。

本发明提供另一种技术方案为：一种基于空气锤预坯的汽车转向节立式锻造工艺，包括以下步骤：

S1：下料：用锯床下料；

S2：加热：在中频感应炉中加热至1150℃，然后对加热后的棒料在空气锤上进行预坯；

S3：预坯：通过棒料逐次送进和反复转动坯料在预坯组件中进行打击压缩拔长，再头部拍扁，使锻前材料体积分布合理，接近冷锻件的形状，使细长的杆部能终锻时充满，拍扁头部使接近于锻件盘部长方体形状，利于体积分配和流动，最终将棒料成型为预坯件；

S4：锻打：将预坯件插入下模腔中，锻打时，上模下压，预坯件接触上模腔，金属逐渐顺模腔流动，并在飞边槽中产生飞边，随着上模的继续下压，过桥和阻流沟以及飞边产生的阻力越来越大，直至分型面接触，上凸锁扣和下凹锁扣闭合，金属完全充满上下模腔内；

S5：切边：采用热切边，切除飞边，同时使锻件尺寸达到要求，其属于辅助工序，设计同普通热切边工序相同。

优选的，所述步骤S3预坯具体方法如下：

S3.1：将棒料放入下锥形模中约50mm；