本實(shí)用新型涉及一種汽車用鋁合金拉桿成形系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，2015年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量雙雙超過(guò)2400萬(wàn)輛。汽車保有量相應(yīng)快速增長(zhǎng)，加劇了我國(guó)對(duì)石油的消耗量，尾氣排放已是部分城市大氣污染的主要來(lái)源。鋁合金材料是一種能夠替代鋼材，實(shí)現(xiàn)車身輕量化，降低燃油消耗的輕質(zhì)材料，在未來(lái)汽車領(lǐng)域中將占據(jù)日益重要的地位。傳統(tǒng)轎車用轉(zhuǎn)向拉桿均為鋼制，近年來(lái)部分進(jìn)口車型已逐漸采用鋁合金來(lái)替代，一般鍛造方法為壓彎、預(yù)鍛、終鍛、切邊，但由于該零件整體形狀為帶頭部的桿類零件，除桿部外各部分的截面差別較大，使用該傳統(tǒng)方法材料利用率較低，能耗較高，對(duì)設(shè)備噸位也有更高要求。

楔橫軋是適用于軸類零件成形的一種先進(jìn)工藝，其顯著特點(diǎn)包括高效率、高材料利用率，生產(chǎn)噪音小等，已在國(guó)內(nèi)外的黑色金屬成形工藝中有較為廣泛的運(yùn)用，但由于鋁合金與黑色金屬的材料性能差異較大，使之在鋁合金方面的應(yīng)用受到極大的限制。

針對(duì)以上不足，本實(shí)用新型提供了一種汽車用鋁合金拉桿成形系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種汽車用鋁合金拉桿成形系統(tǒng)(裝置)，能夠克服上述現(xiàn)有技術(shù)的某種或某些問(wèn)題。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種汽車用鋁合金拉桿成形系統(tǒng)(裝置)，該拉桿具有第一端部和第二端部，第一端部和第二端部通過(guò)彎曲的圓柱形桿部連接，第一端部和第二端部的尺寸大于圓柱形桿部的直徑，所述系統(tǒng)(裝置)包括：

第一加熱爐，用來(lái)將鋁合金棒料加熱至第一預(yù)設(shè)溫度；

楔橫軋機(jī)，用來(lái)接收加熱后的鋁合金棒料，并將鋁合金棒料軋制成與拉桿線性體積相一致的帶頭棒坯；

安裝有彎曲模的第一壓力機(jī)，用來(lái)接收所述帶頭棒坯，并將所述帶頭棒坯彎曲成與最終拉桿相應(yīng)的彎曲棒坯，同時(shí)，該第一壓力機(jī)還安裝有切邊模；

第二加熱爐，用來(lái)接收所述彎曲棒坯，并將所述彎曲棒坯加熱至第二預(yù)設(shè)溫度；

第二壓力機(jī)，用來(lái)接收加熱后的彎曲棒坯，并將所述彎曲棒坯鍛造成帶邊拉桿；以及

第一壓力機(jī)的切邊模接收所述的帶邊拉桿，該切邊模將帶邊拉桿的飛邊去掉，形成最終拉桿。

在本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中，其中，拉桿圓柱形桿部的直徑為21mm，第二端部為具有內(nèi)孔的圓柱體，外徑為41mm，高度為31.9mm，內(nèi)孔直徑為16.5mm。

在本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例中，還包括滑槽，所述滑槽將來(lái)自第一加熱爐的汽車用鋁合金坯料滑動(dòng)置入所述楔橫軋機(jī)。

在本實(shí)用新型的另一具體實(shí)施例中，還包括滑軌，用來(lái)接收軋制后的帶頭棒料，并將其送至第一壓力機(jī)的相應(yīng)位置。

在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，其中，第二壓力機(jī)安裝有預(yù)鍛模和終鍛模，用來(lái)將彎曲拉桿毛坯預(yù)鍛并終鍛成帶邊拉桿。

針對(duì)以上不足，本實(shí)用新型提供了一種汽車用鋁合金拉桿成形方法。

附圖說(shuō)明

圖1a示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿的鍛件毛坯主視示意圖；

圖1b示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿的鍛件毛坯俯視示意圖；

圖2示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿成形系統(tǒng)的示意圖；

圖3示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿的楔橫軋模具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿的楔橫軋模具展開(kāi)示意圖；

圖5示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿的楔橫軋軋制后的毛坯圖；

圖6示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿的彎曲模及去飛邊模結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿的始鍛模及終鍛模的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿成形系統(tǒng)(裝置)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面描述的實(shí)施例僅是對(duì)本實(shí)用新型的示例性說(shuō)明，而非用于對(duì)其作出任何限制。

圖1a和1b示出了該拉桿的鍛件毛坯示意圖。如圖所示，該拉桿具有兩個(gè)端頭，其中，左端頭為直徑23mm，長(zhǎng)度58mm的圓柱體；右端頭為具有內(nèi)孔的圓柱體，其外徑為41mm，高度為31.9mm，內(nèi)徑為16.5mm。左端頭和右端頭通過(guò)彎曲的圓柱體桿部連接，桿部直徑為21mm。

汽車用鋁合金拉桿毛坯采用直徑為32mm的鋁合金棒料，通過(guò)等體積原則，使用鋸切的方法，下料長(zhǎng)度為176mm。使用鋸切的下料方式可以是棒料兩端面平整，這樣，可以更好的控制后續(xù)工序尺寸的準(zhǔn)確性。

圖2示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿成形系統(tǒng)的示意圖。如圖所示，用來(lái)加熱坯料的中頻感應(yīng)加熱爐201置于系統(tǒng)最左側(cè)，中頻感應(yīng)加熱爐201通過(guò)滑槽202與楔橫軋機(jī)204連接；楔橫軋機(jī)204的左側(cè)設(shè)有進(jìn)料槽203和推料桿，進(jìn)料槽203用來(lái)接收來(lái)自滑槽202的坯料，推料桿用來(lái)將進(jìn)料槽203上的坯料推送至楔橫軋機(jī)204的相應(yīng)位置；楔橫軋機(jī)204的前端還設(shè)置有落料槽205，用來(lái)接收楔橫軋軋制后的坯料；落料槽205與滑軌206連接，以將落料槽205上的坯料通過(guò)滑軌206滑送至下道工序。

還如圖2所示，楔橫軋機(jī)204的右側(cè)設(shè)置有電動(dòng)螺旋壓力機(jī)207， 電動(dòng)螺旋壓力機(jī)207的右側(cè)設(shè)置有液壓機(jī)211。電動(dòng)螺旋壓力機(jī)207和液壓機(jī)211之間還設(shè)有箱式加熱爐209，箱式加熱爐209通過(guò)穿過(guò)其中的傳動(dòng)帶210接收并傳送坯料，傳送帶210上的坯料在經(jīng)過(guò)箱式加熱爐209時(shí)被加熱或保溫，并被從左向右傳送。

如圖2所示，本實(shí)用新型所述的一種汽車用鋁合金拉桿成形系統(tǒng)，具體步驟如下：

第一步：鋸切后的拉桿毛坯棒料從中頻感應(yīng)加熱爐201的左側(cè)依次進(jìn)入其中，并按一定的速度向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，該拉桿毛坯棒料被中頻感應(yīng)加熱爐201加熱，加熱至470℃—490℃后，保溫10mi n，實(shí)驗(yàn)表明，將所述鋁合金棒料加熱至該溫度范圍并保溫，可有效防止在后續(xù)變形過(guò)程中，鋁合金拉桿內(nèi)部產(chǎn)生諸如粗晶、裂紋等微觀缺陷。然后，依次從中頻感應(yīng)加熱爐201的右側(cè)出口滑入該出口處的滑槽202上，并滑動(dòng)至楔橫軋機(jī)204左側(cè)的進(jìn)料槽203。

中頻感應(yīng)加熱，具有加熱速度快，加熱時(shí)間短，效率高，工件受熱均勻，并且，由于是連續(xù)加熱，可以實(shí)現(xiàn)大批量的連續(xù)生產(chǎn)。

第二步：加熱后的拉桿毛坯棒料通過(guò)滑槽202滑動(dòng)至楔橫軋機(jī)204左側(cè)的進(jìn)料槽203后，在置于楔橫軋機(jī)204左側(cè)的推料桿的作用下，將該拉桿毛坯棒料推送入位。

根據(jù)圖1a和1b所示的本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿鍛件毛坯線性展開(kāi)后的體積分布，得出楔橫軋軋制后的毛坯形狀，圖5示出了本實(shí)用新型拉桿毛坯棒料經(jīng)過(guò)楔橫軋軋制后的形狀。如圖所示，楔橫軋軋制后的本實(shí)用新型拉桿楔橫軋軋制毛坯呈線性，并且，兩端頭直徑大于中間桿部的直徑，其體積分別與對(duì)應(yīng)端頭的體積相一致。

圖3示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿的楔橫軋模具。如圖所示，該楔橫軋模具包括結(jié)構(gòu)完全相同的上輥楔橫軋模具301和下輥楔橫軋模具302。該楔橫軋模具呈半圓形并分為兩塊，其中一塊模具的弧度為113.74°，另一塊模具的弧度為125.1°，其內(nèi)徑尺寸與楔橫軋機(jī)204的軋輥輥徑尺寸一致。上輥楔橫軋模具301安裝于楔橫軋機(jī)204的上軋輥上，下輥楔橫軋模具302安裝于楔橫軋機(jī)204的下軋輥上，其相位差為180°。如圖3所示，上輥楔橫軋模具301和下輥楔橫軋模具302之間的距離稍大于本實(shí)用新型拉桿毛坯的直徑32mm， 優(yōu)選為32.2mm，以便于將拉桿毛坯推送入位。

圖4示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿的楔橫軋模具展開(kāi)圖。如圖所示，楔橫軋模具展寬角為8°，成形角為25°，寬度為400mm。該楔橫軋模具的楔尖距前端面的距離為80mm，以便于放置拉桿毛坯。該下輥楔橫軋模具302的前端、右側(cè)還設(shè)置有定位板401，用來(lái)控制拉桿毛坯置入楔橫軋模具的長(zhǎng)度。定位板401的左端面具楔尖的橫向距離為95mm。

本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿毛坯在楔橫軋機(jī)204左側(cè)推料桿的推動(dòng)下，進(jìn)入上輥楔橫軋模具301和下輥楔橫軋模具302之間，拉桿毛坯的前端面與定位板401的左端面接觸，以控制楔橫軋軋制的起始位置。此時(shí)，啟動(dòng)楔橫軋機(jī)304，本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿毛坯在上輥楔橫軋模具301和下輥楔橫軋模具302的作用下，被軋制成如圖5所示的形狀。楔橫軋軋制后的拉桿軋制毛坯滾動(dòng)置入落料槽205中，并通過(guò)落料槽205進(jìn)入滑軌206中，通過(guò)滑軌206向右傳送至下道工序。

在本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿毛坯的楔橫軋軋制過(guò)程中，楔橫軋模具被加熱至：300—400℃，以防止拉桿毛坯在軋制過(guò)程中溫度降低至終鍛溫度之下，從而影響拉桿的質(zhì)量。

同時(shí)，由于本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿毛坯的表面硬度低于楔橫軋模具的表面硬度，為防止拉桿軋制毛坯表面在楔橫軋軋制過(guò)程中出現(xiàn)諸如：撕裂、拉毛、掉塊、折疊及裂紋等缺陷，因此，對(duì)模具進(jìn)行潤(rùn)滑，潤(rùn)滑劑采用：體積百分比為：90％動(dòng)物油和10％MoS₂，實(shí)驗(yàn)表明，該潤(rùn)滑劑能使拉桿軋制毛坯表面光滑，質(zhì)量提高，并且，鋁合金拉桿棒料在軋制過(guò)程中也能夠順利旋轉(zhuǎn)。

該楔橫軋機(jī)204為雙輥整體式楔橫軋機(jī)，其具有生產(chǎn)效率高、性能穩(wěn)定，工作環(huán)境好、噪音小等優(yōu)點(diǎn)；楔橫軋軋制工件具有金屬纖維流線沿產(chǎn)品外形連續(xù)分布、晶粒得到細(xì)化、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)。

第三步：還如圖2所示，滑軌206滑送來(lái)的拉桿軋制毛坯，通過(guò)人工或機(jī)械手置入電動(dòng)螺旋壓力機(jī)207的彎曲模具中，在彎曲模具的作用下，將本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿軋制坯料彎曲成與最終拉桿相對(duì)應(yīng)的形狀。

圖6示出了本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿的彎曲模具。如圖所示，螺旋壓力機(jī)上模板601安裝于滑塊下端面上，螺旋壓力機(jī)下模板602安裝于工作臺(tái)面上。彎曲用上模603固定安裝于螺旋壓力機(jī)上模板601的下端面上，彎曲用下模604安裝于螺旋壓力機(jī)下模板602上端面上。當(dāng)彎曲用上模603和彎曲用下模604閉合時(shí)，可將拉桿軋制毛坯彎曲成與最終拉桿相對(duì)應(yīng)的形狀。彎曲用上模603和彎曲用下模604安裝于電動(dòng)螺旋壓力機(jī)207工作臺(tái)面的左側(cè)。

彎曲后的拉桿軋制毛坯通過(guò)人工或機(jī)械手放置于如圖2所示的傳送帶210上，通過(guò)傳送帶210將該拉桿彎曲毛坯向右傳送至下道工序。

在本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿軋制毛坯的彎曲過(guò)程中，模具被加熱至：300—400℃，以防止拉桿軋制毛坯在彎曲過(guò)程中溫度降低至終鍛溫度之下，從而影響拉桿質(zhì)量。

還如圖6所示，電動(dòng)螺旋壓力機(jī)207工作臺(tái)面的右側(cè)還設(shè)置有切邊模，下面有更詳細(xì)的說(shuō)明。

第四步：本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿軋制毛坯在彎曲后，溫度低于終鍛溫度，因此，需要再次加熱。

圖2示出了本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿成形系統(tǒng)的箱式加熱爐209。如圖所示，傳送帶210穿過(guò)該箱式加熱爐209，傳送帶210上傳送的制件可在傳送過(guò)程中被加熱和保溫，并被傳送至下道工序。

本實(shí)用新型的拉桿彎曲毛坯在該箱式加熱爐209中被加熱至470—490℃，并保溫2分鐘。實(shí)驗(yàn)表明，將所述鋁合金拉桿彎曲毛坯加熱至該溫度范圍并保溫，可有效防止在后續(xù)變形過(guò)程中，鋁合金拉桿內(nèi)部產(chǎn)生諸如粗晶等微觀缺陷。

第五步：再次加熱后的汽車用鋁合金拉桿彎曲毛坯通過(guò)傳送帶210傳送至如圖2所示的液壓機(jī)211處，通過(guò)人工或機(jī)械手的方法，將該拉桿彎曲毛坯放置于液壓機(jī)211的模具上，進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛。

圖7示出了本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿的始鍛模及終鍛模。如圖7所示，始鍛模和終鍛模為一體設(shè)計(jì)，始鍛模模腔位于終鍛模模腔的左側(cè)。始鍛模包括上始鍛模703和下始鍛模704，當(dāng)上始鍛模703和下始鍛模704閉合時(shí)，可將本實(shí)用新型汽車用鋁合金拉桿彎曲毛坯 預(yù)鍛成所需形狀。終鍛模位于始鍛模的右側(cè)，包括上終鍛模705和下終鍛模706，當(dāng)上終鍛模705和下終鍛模706閉合時(shí)，可將本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿彎曲毛坯成形為帶飛邊的最終拉桿。

第六步：帶飛邊的最終拉桿通過(guò)人工或機(jī)械手運(yùn)送回電動(dòng)螺旋壓力機(jī)207，通過(guò)置于電動(dòng)螺旋壓力機(jī)207上的所述切邊模將帶飛邊的汽車用鋁合金拉桿上的飛邊去掉，從而制備出最終的汽車用鋁合金拉桿。

還如圖6所示，切邊模設(shè)置于電動(dòng)螺旋壓力機(jī)207工作臺(tái)面的右側(cè)，切邊模包括上切邊模605和下切邊模607，將帶飛邊的汽車用鋁合金拉桿放置于下切邊模607中，上切邊模605下行時(shí)，可將汽車用鋁合金拉桿上的飛邊去掉，從而制備出最終的汽車用鋁合金拉桿。

本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿切邊時(shí)，由于該拉桿的溫度較高，在切邊的過(guò)程中，存在過(guò)切、撕裂及毛刺過(guò)大等缺陷，因此，通常情況下，將帶飛邊的汽車用鋁合金拉桿冷卻后切邊。在切邊前，將帶飛邊的拉桿通過(guò)水冷冷卻至室溫，然后，在電動(dòng)螺旋壓力機(jī)207上，通過(guò)上切邊模605和下切邊模607將帶飛邊的拉桿的飛邊切除掉，從而獲得最終的汽車用鋁合金拉桿。

如上所述，本實(shí)用新型的汽車用鋁合金拉桿成形系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、方便、快捷。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本文中的方向術(shù)語(yǔ)諸如：“上”、“下”、“左”、“右”、”前”和“后”等均是針對(duì)附圖所示的汽車用鋁合金拉桿成形系統(tǒng)而言。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出多種改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。