半軸，又叫驅(qū)動(dòng)輪軸，如圖1所示，是機(jī)械產(chǎn)品上的一個(gè)關(guān)鍵零部件，用于向輪胎傳遞動(dòng)力，從而帶動(dòng)整車前進(jìn)，由于其是動(dòng)力傳輸?shù)年P(guān)鍵部件，因此對(duì)產(chǎn)品的性能要求較高，既要能滿足高強(qiáng)度載荷下使用，又要滿足足夠的使用壽命。半軸一般由大盤A和較長(zhǎng)的桿部B組成，截面變化大，鍛造工藝性較差。目前國(guó)內(nèi)半軸的生產(chǎn)工藝主要有：⑴胎模鍛成形，自由鍛拔長(zhǎng)桿部后，胎模鍛鍛打成形，這種工藝局限性較大，殘留飛邊及毛刺大，表面質(zhì)量差，模具壽命短，生產(chǎn)效率低，大盤A厚度尺寸不穩(wěn)定;⑵擺輾成形，在液壓機(jī)上進(jìn)行局部鐓粗后，在擺輾機(jī)上成形，這種工藝生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高。

　　工藝設(shè)計(jì)

　　模具結(jié)構(gòu)本次半軸模具設(shè)計(jì)時(shí)，采用自由鍛制坯后，錘上模鍛成形這一工藝方式。圖2、圖3所示為一種半軸類模鍛件錘上模鍛模具，包括：上模組件、下模組件和頂出組件。上模組件包括：上模2，上模2通過楔子和鍵緊固在模鍛錘錘頭C上。下模組件包括：下模1，下模1通過楔子和鍵緊固在模鍛錘夾持器D上，工作時(shí)，上模2在錘頭C帶動(dòng)下，通過鎖扣導(dǎo)向擊打放在下模1內(nèi)的中間坯上。頂出組件包括：頂桿3、打桿4，頂桿3和打桿4均放在下模1內(nèi)，工作時(shí)，打桿4前端斜面在外界力量的作用下向前推動(dòng)頂桿3下端斜面，將半軸向上頂出。鍛件加工具體操作步驟⑴將棒料加熱到1100℃～1150℃后，使用自由鍛或平鍛機(jī)模鍛將棒料制成中間坯，其形狀如圖4所示：⑵將中間坯加熱到1150℃～1200℃后，放在半軸類模鍛件錘上模鍛模具下模1內(nèi);⑶在模鍛錘錘頭C的帶動(dòng)下，上模2在鎖扣的導(dǎo)向下?lián)舸蛟诜旁谙履?內(nèi)的中間坯上，迫使中間坯充滿型腔，多次鍛打后最終成形，終鍛溫度不低于950℃;⑷使用榔頭或其他外力推動(dòng)打桿4，通過頂桿3將水平作用力轉(zhuǎn)化為向上的作用力，頂出在下模1內(nèi)的半軸;⑸取走半軸后，抽出打桿4，頂桿3回落，完成一個(gè)工作循環(huán)。達(dá)到效果⑴由于采用制坯后錘上模鍛成形，最后切除飛邊的工藝，鍛件表面質(zhì)量好，尺寸穩(wěn)定，無殘留飛邊及毛刺。⑵由于在模具中設(shè)計(jì)了頂出裝置，有效解決了長(zhǎng)桿類零件無法使用錘上模鍛生產(chǎn)的問題。⑶模具結(jié)構(gòu)新穎，使用壽命長(zhǎng)，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)效率高，便于機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)，大大降低了生產(chǎn)成本。

　　實(shí)際應(yīng)用狀況

　　在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于鍛件尺寸太長(zhǎng)，一般切邊壓床封閉不夠，所以不能像一般鍛件一樣從上面放入凹模，這就需要采用一種立式帶分體旋轉(zhuǎn)凹模的切邊模方可完成鍛件飛邊的切除，如圖5、圖6所示，該切邊模包括：沖頭1、固定凹模2、凹模固定板3、底座4、旋轉(zhuǎn)凹模5、旋轉(zhuǎn)軸6、鎖緊銷7;將沖頭的上端與機(jī)床設(shè)備上的滑塊A連接，固定凹模2通過螺釘固定在凹模固定板3上，凹模固定板3連接在底座4上，旋轉(zhuǎn)凹模5可圍繞旋轉(zhuǎn)軸6水平旋轉(zhuǎn)，用鎖緊銷7將旋轉(zhuǎn)凹模5與固定凹模2固定。工作時(shí)旋開凹模，將零件從前面平放入凹模，然后鎖上凹模并完成切邊工序，具體可參看我廠專利“半軸類模鍛件立式分體旋轉(zhuǎn)凹模切邊模具”。完成鍛造工序后，半軸鍛件再經(jīng)過熱處理、噴丸、粗加工、感應(yīng)淬火、精加工、探傷工序就可完成所有加工工序。其中熱處理一般采用正火+調(diào)質(zhì)工藝(圖7)，我廠使用推桿式熱處理爐或懸掛式熱處理爐，正火(保溫時(shí)間1～2h)主要是為改善鍛后網(wǎng)狀組織和晶粒粗大等缺陷，為后續(xù)調(diào)質(zhì)做準(zhǔn)備，降低淬裂風(fēng)險(xiǎn)。調(diào)質(zhì)(淬火保溫時(shí)間1.5～2h、回火保溫時(shí)間2～2.5h)處理是為了改善鍛件機(jī)械性能、提高使用壽命。

　　結(jié)束語

　　該半軸錘上模鍛工藝目前在我廠13t、16t模鍛錘生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械驅(qū)動(dòng)輪軸及工程機(jī)械類半軸產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)，已累計(jì)生產(chǎn)各種半軸鍛件6萬件以上(圖8)，錘鍛模模具壽命能達(dá)到2500～3000件，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和推廣應(yīng)用前景。需要注意的是，錘鍛模在采用下落、堆焊翻新時(shí)，由于下模桿部位置也會(huì)逐漸磨損，所以在翻新兩到三次后應(yīng)對(duì)下模桿部位置進(jìn)行修理，下模桿部不能有“鼓肚”現(xiàn)象，以防止鍛打時(shí)鍛件桿部變粗后出現(xiàn)半軸鍛件卡在下模內(nèi)現(xiàn)象。

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