復合型防傾桿及其加工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車防護部件制造領(lǐng)域，尤其涉及一種復合型防傾桿及其加工工
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【背景技術(shù)】
[0002]防傾桿，是汽車獨立懸架系統(tǒng)和空氣懸掛系統(tǒng)的重要部件。主要用于客車、載重車、轎車、新能源汽車等車輛，安裝于底盤的前端和后端，連接左右懸架，形狀一般呈“U”形，當車身只作垂直運動時，兩側(cè)懸架變形相同，防傾桿不起作用。當車身側(cè)傾時，兩側(cè)懸架跳動不一致，防傾桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)，桿身的彈力成為繼續(xù)側(cè)傾的阻力，起到防傾桿的作用。
[0003]現(xiàn)有的防傾桿的缺點有:
1、一般采用實芯彈簧鋼材料制成，存在著自重大、材料消耗多的缺陷；
2、防傾桿端頭一般比桿身都要大得多，一般情況下須經(jīng)兩次鐓粗再成型，所以行業(yè)內(nèi)一般工藝都需三次加熱端頭部位才能成型，而加熱的次數(shù)越多越容易產(chǎn)生過燒或端頭部位晶相組織粗大，從而直接降低抗扭強度；
3、行業(yè)內(nèi)一般廠家只是噴丸或不噴丸直接涂防銹漆，干了以后再刷黑漆，這種涂層耐腐蝕性差；
4、傳統(tǒng)防傾桿的疲勞壽命行業(yè)標準要求在20萬次疲勞壽命試驗后無斷裂，在“國家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心”檢測，一般最高在40萬次左右疲勞壽命試驗后就會出現(xiàn)斷裂；
5、傳統(tǒng)防傾桿功能單一，僅僅起到整車防側(cè)傾的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決以上問題提供了一種減輕車輛重量、加工方便、焊接牢固、延長防傾桿使用壽命、節(jié)約成本、提高車輛行駛穩(wěn)定性和平順性、使用壽命長的復合型防傾桿及其加工工藝。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:所述的防傾桿包括一根高強度中空扭桿、兩片扭簧和兩只鋼套，所述的扭簧呈扁平狀，兩端分別設有圓孔一和圓孔二，所述的兩片扭簧通過圓孔一分別焊接固定在高強度中空扭桿兩端，所述的兩只鋼套分別焊接固定在兩片扭簧上的圓孔二內(nèi)。
[0006]所述的防傾桿截面呈U型。
[0007]所述的高強度中空扭桿為德國標準33MnCrB5合金鋼管。
[0008]所述的扭簧厚度自圓孔一所在端至圓孔二所在端逐漸遞減。
[0009]所述的扭簧為德國標準德國標準25CrMo4材料制成的扭簧。
[0010]所述的鋼套為德國標準E355+N材料制成的鋼套。
[0011]復合型防傾桿加工工藝，具體加工步驟如下:
I)工件清理:分別清理德國標準合金材料33MnCrB5制成的高強度中空扭桿、德國標準合金材料25CrMo4制成的扭簧，以及德國標準355+N材料鋼套； 2)扭簧和軸套焊接:機器人焊接工作站，預熱溫度:270-370°C，第一道焊縫焊接電流:280±20A，焊接電壓:26.2±2V，焊接速度:0.54m/s。第二道焊縫焊接電流:260±20A，焊接電壓:25.4±2V，焊接速度:0.42m/s，焊接完成，在5分鐘內(nèi)卸下工件放入石英沙中保溫，保溫時間不小于3小時；
3)扭簧和高強度中空扭桿焊接:機器人焊接工作站，預熱溫度:270-370°C，第一道焊縫焊接電流:280±20A，焊接電壓:25.6±2V，焊接速度:0.4m/s。第二道焊縫焊接電流:280±20A，焊接電壓:24.6±2V，焊接速度:0.25m/s。第三道焊縫焊接電流:250±20A，焊接電壓:25.2±2V，焊接速度:0.45m/s，焊接完成，在5分鐘內(nèi)卸下工件放入石英沙中保溫，保溫時間不小于3小時；
4)淬火熱處理:通過燃氣加熱爐加熱復合型防傾桿至950±50°C，加熱保溫時間120min，出爐、上工裝、進入PAG介質(zhì)的時間不大于100s，PAG濃度10_12%，淬火冷卻時間不小于300 s ；
5)回火熱處理:將工件吊至鏈式回火爐，回火溫度加熱至400±30°C，工件從進爐至出爐時間180min，扭簧、高強度中空扭桿要求回火硬度達到圖紙要求，金相組織要求達到1-5級回火屈氏體；
6)鏜孔:通過雙頭組合鏜床將端頭孔鏜至要求尺寸；
7)校正(100%全檢):用25T油壓機進行校正，上下開檔、平面度達到要求；
8)表面拋丸:用吊籠式噴丸機對產(chǎn)品進行噴丸處理，去除表面氧化層、油脂，增加表面殘余壓應力，提高其抗疲勞強度及抗應力腐蝕開裂的性能，弧高0.30-0.60mmARC，電流強度40 ~ 60A，拋丸時間270s，覆蓋率達90%以上；
9)探傷處理:產(chǎn)品表面預處理后需用熒光磁粉探傷機進行探傷，電源電壓370-450V，縱向電流1KA-1.5KA，磁粉溶液比例1%。-5% ；
10)二次拋丸:用吊籠式噴丸機對產(chǎn)品進行噴丸處理，去除表面氧化層、油脂，增加表面殘余壓應力，提高其抗疲勞強度及抗應力腐蝕開裂的性能，弧高0.30-0.60mmARC，電流強度40 ~ 60A，拋丸時間90s，覆蓋率達90%以上；
11)表面電泳:為增加產(chǎn)品的耐腐性能，需對產(chǎn)品表面進行電泳處理，電泳前需要①預處理；②預脫脂，脫脂溫度50±5° C，時間30s;③脫脂，脫脂溫度75±5° C，時間150s，化學溶液濃度16 ~ 25pts 水洗，噴淋壓力0.2±0.02MPa，表調(diào)pH=7_9 !⑤磷化，溫度40±5° C，總酸度28±4pts，⑥水洗，電導率彡1200，噴淋壓力(λ 2±0.02MPa，⑦電泳，電壓 150-300V，表調(diào) pH=5.8-6.1 ;陽極化學濃度 ph < 3.0，陽極電導率 2000-20000umhos/cm，溫度28-33° C，?、嗨?，電導率〈50，噴淋壓力0.2±0.02MPa，⑨烘干，電泳層厚度不小于25 μ ；
12)內(nèi)壁噴涂:為提高產(chǎn)品高強度中空扭桿內(nèi)壁耐腐性能，對高強度中空扭桿內(nèi)壁噴高效防腐漆；
13)噴碼:通過絲網(wǎng)印刷或打標機在高強度中空扭桿、扭簧上進行標識；
14)成品檢驗:對制好的成品進彳丁全檢；
15)裝箱:按工藝要求用專用包裝箱包裝，要求包裝牢固。
[0012]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、功能多樣、減輕底盤重量、提高車輛行駛穩(wěn)定性和平順性、使用壽命長，汽車前進或倒退時，兩片扭簧就起到推力桿的作用，當整體側(cè)傾時又能發(fā)揮防傾桿的作用。
[0013]本發(fā)明為了達到復合型防傾桿的機械性能要求，在空心直高強度中空扭桿的材料的選用上我們經(jīng)過了若干次不同材料試驗、對比論證，最終選用了高強度優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼德國標準33MnCrB5材料，該材料在機加工性能、焊接性能以及熱處理完后的機械性能均優(yōu)于同級別鋼種，在特定的焊接條件下，通過特殊的焊接工藝與扭簧進行焊接，樣件產(chǎn)品經(jīng)過多次疲勞試驗、拉力試驗等性能試驗，完全滿足客戶產(chǎn)品的性能要求。該性能要求完全優(yōu)于國內(nèi)牌號的鋼材。
[0014]本發(fā)明更能有效的降低整車油耗，復合型防傾桿上的高強度中空扭桿是在保證產(chǎn)品剛度和機械性能的基礎上，通過有限元分析設計成中空的，結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊、重量更輕，與實心材料相比重量減輕30%-40%，生產(chǎn)成本也大大降低。
[0015]該高強度中空扭桿最大加工難點:兩端需鐓粗加大焊接周長且鍛造比大，對于普通鐓粗工藝，只需加熱后采用鐓粗設備鐓粗即可，但由于該產(chǎn)品兩端頭部位是受扭力最大的部分，鐓粗工藝不嚴謹時會造成折疊、氧化皮夾雜、成型不飽滿等嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量的缺陷，我們經(jīng)過無數(shù)次的試驗和技改，采用了恒溫鍛造以及多模腔、快速成型工藝，完全避免了以上缺陷。
[0016]本發(fā)明工藝最大的工藝難點是焊接，而且焊接部位是整個產(chǎn)品在汽車受力最大的部位。我們經(jīng)過多次試驗發(fā)現(xiàn)，德國標準33MnCrB5材料，屬于中碳鋼，焊接性能一般，雖通過化學成份調(diào)整改善了焊接性能，但焊接工藝不完善時，焊接強度仍然達不到規(guī)定的要求，經(jīng)我們與焊接機器人公司深入的探討和試驗，制定了完善的焊接工藝。我們在機器人焊槍的前端加裝了激光預熱設備，使預熱與數(shù)碼自動焊接幾乎同時完成，通過數(shù)碼自動焊接使產(chǎn)品外觀完全達到產(chǎn)品的要求，加上精準的預熱使焊接的內(nèi)在質(zhì)量也達到規(guī)定的要求。
[0017]本發(fā)明工藝制造的新型防傾桿的疲勞壽命試驗，在“國家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心”檢測，按照德國疲勞壽命試驗標準已達到100萬次試驗后無斷裂，遠高于我國行業(yè)標準要求在20萬次疲勞壽命試驗后無斷裂的要求。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中I是高強度中空扭桿，2是扭簧，3是鋼套，4是圓孔一，5是圓孔二。
【具體實施方式】
[0020]復合型防傾桿，所述的防傾桿包括一根高強度中空扭桿1、兩片扭簧2和兩只鋼套3，所述的扭簧2呈扁平狀，兩端分別設有圓孔一 4和圓孔二 5，所述的兩片扭簧2通過圓孔一 4分別焊接固定在高強度中空扭桿I兩端，所述的兩只鋼套3分別焊接固定在兩片扭簧2上的圓孔二 5內(nèi)，所述的防傾桿截面呈U型，所述的高強度中空扭桿I為德國標準33MnCrB5合金鋼管，所述的扭簧2厚度自圓孔一 4所在端至圓孔二 5所在端逐漸遞減，所述的扭簧2為德國標準德國標準25CrMo4材料制成的扭簧，所述的鋼套3為德國標準E355+N材料制成的鋼套。
[0021]復合型防傾桿加工工藝，具體加工步驟如下:
I)工件清理:分別清理德國標準合金材料33