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1、汽车前轴及其模具质量控制技术的研究及应用摘要本课题通过分析和研究汽车前轴及其模具的质量控制需求和质量检测关键技术，提出了技术改进的具体措施，完成汽车前轴产品质量控制体系建设，并最终制订了主要模具制造工艺规范文件及质量检验标准。关键词：汽车前轴；模具；质量控制；质量检验Research and application on quality control technology of automobile front axle and related moldsAbstractQuality control requirements of automobile front axle and rel
2、ated molds are analyzed and the key technologies of quality testing are researched. Firstly, specific measures of technology improvement are proposed. Then, quality control system for automobile front axle is established. Finally, mold manufacturing process standard documents and quality testing spe
3、cifications are formulated. Keywords：automobile front axle；die & mold；quality control；quality testing目录摘要1目录2第一章 绪论31.1课题来源研究目的和意义31.2汽车前轴产品质量要求概述31.3汽车前轴生产用模具质量要求概述41.4课题任务4第二章 汽车前轴制造工艺及质量控制方法62.1辊锻成形工艺62.1.1加热72.1.2本工艺过程中存在的主要质量问题92.1.3质量控制方法及改进措施102.1.4锻件的质量控制与规定112.1.5前轴锻件完工检验指导书122.1.6关键项控制要求13
4、2.1.7质量改进措施及具体质量目标132.2热处理工艺过程及其质量控制152.2.1热处理工艺过程162.2.2本工艺过程中存在的主要质量问题162.2.3质量控制方法及改进措施162.2.4质量改进措施及具体质量目标182.3机械加工工艺过程及质量控制182.3.1机械加工工艺过程182.3.2本工艺过程中存在的主要质量问题192.3.3质量控制及改进措施192.3.4质量改进目标252.4小结25第三章 汽车前轴用主要模具质量控制方法263.1前轴生产所用的主模具263.2锻模质量检验及控制263.3打弯模模具质量检验与控制293.4平锻模模具质量检验与控制323.5切边模模具质量检验与
5、控制353.6模具返修工艺规程383.7防止模具开裂措施393.8小结40第四章 全文总结与展望41致谢42参考文献43第一章 绪论1.1课题来源研究目的和意义随着汽车产业的迅猛发展，汽车前轴也得到了很大发展。新产品新型号不断涌现。当然前轴质量也面临着新的考验。汽车前轴(亦称前梁)是汽车底盘中的重要构件,由于它在运载当中承受剧烈地冲击载荷,经受较大弯曲,扭转等复杂负荷产生交变应力,易导致弹性和塑性变形。为避免车毁人亡的恶性事故的发生,从而对前轴的制造技术要求愈来愈高,颇被汽车行业所重视,国外把其称作“保安件”。汽车前轴属长轴类锻件，其几何形状复杂，又是汽车上承受载荷较大的重要部件之一，要求具有
6、较高的强度和疲劳寿命，其成形工艺、模具的设计制造都较为复杂。由于市场竞争日趋激烈，汽车行业对产品的质量要求越来越高，同时又要求产品的开发周期尽可能短，这就对汽车配套产品的生产厂家提出了更加苛刻的要求。企业必须注重技术进步、提高管理水平和生产效率，具备快速响应市场竞争的能力。近年来，从市场反馈得知汽车前轴在使用过程中出现了很多质量问题。如外观质量差、磨损严重，变形甚至断裂。这无疑给用户带来了麻烦，给市场带来了不良影响，也给自己带来了经济损失。所以汽车前轴的质量应得到加强提高，来满足日异月新的汽车市场。这就要求汽车前轴制造商应加强质量控制。汽车前轴质量的提高，除自身的外观质量，使用性能外，与制造所
7、用的模具质量也息息相关。模具质量的提高能很大程度保证和提高前轴的外观质量。模具的质量选材、热处理、加工等有关。目前，国内汽车前轴普通存在质量问题表现在外观、使用性能上。模具普通存在的问题主要表现在材料选择上，热处理工艺上，旧模具的返修问题上。国外先进的汽车前轴生产商，在材料选择上很严格。决不使用劣质模具，并且每一套模具都有一定的使用寿命，这也是我们借鉴的地方之一。因此，本课题将主要研究汽车前轴产品质量及其主要生产模具的质量控制方法，建立一套实用的汽车前轴及其模具质量检测、控制体系及方法。以此促进本厂汽车前轴产品及主要模具质量的提高，为汽车的安全性、稳定性作贡献。1.2汽车前轴产品质量要求概述汽
8、车前轴作为汽车保安件，其质量要求很高。首先是外观质量，决不允许有折叠、裂纹等锻造缺陷存在。在进行100%磁粉探伤检验，决不允许有淬火裂纹存在。去飞边毛剌，沿金属流向打磨。特别是出口产品对局部充型不满或消除裂纹后有缺陷的产品不允许补焊。国内产品补焊条件也很严格。只允许少量补焊钢板位缺陷等不是关键项目的部位。外形尺寸及机加尺寸要求：外形尺寸中，拳头、脖子、大弯、工字部及过渡R弧等部位都必须达到设计要求。机加中主销孔孔径、中心距、中心线、主销孔壁厚等要求都高。强度要求：表面金属组织离表面1-4mm范围1-4级，心部金相组织（离表面20）1-6级。机械性能：冲击韧AK55J。抗拉强度：924MPab1
9、090Mpa。任选5件为一组做疲劳试验，最低寿命30万次以上，中值寿命在70万次以上为合格。油漆及包装要求：上黑色炳烯酸底漆或按厂家要求上漆，漆膜厚度大于20M，并且要均匀。不允许有漏漆或漆垢存在。入库、运输须有专用货架，避免碰伤、淋雨。1.3汽车前轴生产用模具质量要求概述汽车前轴生产工艺多为模锻或复合工艺，不管哪种工艺都是在高温下成形，所以其模具必须用热做模具钢，一般选用5CrMnMo或5CrNiMo。这两种钢都很好的红硬性。耐高温、耐磨、抗打击。热处理要求：粗加工前必须淬火高温回火，模具硬度在HRC36-42之间，达到耐磨抗拉，又易加工。设计要求与加工：汽车前轴型号上百种，每一种都需要一种
10、整套模具。这就要求模具设计者必须设计出精准模具。如果模具型腔设计或加工不准，做出的前轴也达不到图纸要求，所以加工与设计同样重要。设计者必须保证设计精准。加工者必须保证加工精准，必须符合符合设计要求。返修及报废要求：返修要求 每生产一个班，必须对模具进行返修、抛光。报废要求：模具使用寿命已到，或寿命未到时，表面严重磨损或损坏严重，无法修复或修复后不能满足产品质量要求时应报废。1.4课题任务按照课题进度计划，首先明确汽车前轴及其模具的质量控制的具体目标及技术需求，然后有针对性地研究技术改进具体措施，最终完成汽车前轴产品质量控制体系建设，并制订主要模具制造工艺的规范文件及质量检验标准。1.5本章小结
11、 本章主要介绍了课题来源、目的和意义，汽车前轴及其模具的质量要求，以便于有针对性的提高质量控制方法。第二章 汽车前轴制造工艺及质量控制方法2.1辊锻成形工艺汽车前梁成形辊锻工艺日趋成熟，特别是近几年，前梁生产逐步采用整体辊锻模锻复合工艺，它是成形辊锻工艺基础上，引入模锻工艺，原理上汲取各自优点，但组成优于两者的新工艺，该工艺适用于各类轻、中、重型汽车前梁锻件的生产。为少投入、高质量、大批量生产复杂类汽车零部件探索了一条新途径。1、汽车前轴成形辊锻工艺汽车前轴（图2-1左右对称）成形辊锻工艺流程如下：图2-1 汽车前轴锻件图（1）下料 采用G4032带锯条下料。（2）加热 采用KGPS250-1
12、型中频感应炉加热。（3）成形辊锻 采用D42-1000辊锻机，进行制坯、预成形、终成形三道次辊锻或四道次。 （4）弯形局部整形 采用6300T磨擦压力机整体弯形、整形。（5）切边 采用1600T摩擦压力整体切边。（6）热校正 采用1600T磨擦压力机整体热校正。该工艺将圆钢通过制坯、预成形、终成形三道次辊锻制成带飞边直坯锻件，然后通过局部整形、切边、弯形、热校正完成锻件生产，从而达到工艺要求的几何尺寸。2、 下料是将原材料切割成所需尺寸的坯料。3、 锻造所用的原材料种类繁多，有各种钢号和非铁金属，有不同的截面形状，不同的尺寸规格，不同的化学成份的物理学性质等，所以下料方法是多种多样的。4、 辊
13、锻工艺辊锻前轴一般利用圆钢作为初始材料，直径和长度都是设计出来的。5、 不同型号前轴所需圆钢尺寸不一样。印度产品FA90 所需原钢尺寸为1507406、 因辊锻工艺所需圆钢长度精确，端面平整，所以辊锻工艺采用锯床下料。但存在生产率较低、锯口损耗较大等缺陷。2.1.1加热在锻造生产中，金属坯料锻前一般均需加热，其目的是：提高金属塑性，降低变形抗力，使之易于流动成形并获得良好锻压组织。因此，锻前加热是整个锻造过程中的一个重要环节，对提高锻造生产率，保证锻件质量及节约能源消耗等都有直接影响。圆钢加热主要采用电加热。电加热是通过把电能转变为热能来加热金属坯料。其中有感应电加热，接触电加热，电阻炉加热和
14、盐浴加热等。辊锻工艺要求加热速度快，加热质量好，温度控制准确，金属烧损较少（一般小于0.5%)，故一般采用感应加热。并且感应加热还具有操作简单，工作稳定，便于和锻压设备组成生产线实现机械化一自动化，劳动条件好，对环无污染等优点。感应加热的原理如图2-2在感应器通入变电流产生的交变磁切作用下，金属坯料内部产生交变涡流。由于涡流发热机磁化发热（磁性转变点以下）便直接将金 属坯料加热。图2-2 感应电加热原理图 1感应器 2坯料坯料进行感应加热时，内部产生的流密度沿断面分布是不均匀的。中心电流密度小，表层电流密度大，这 种现象称为趋肤效应。电流通过表层的厚度为电流透入深度可按下式计算：=5030（厘
15、米）式中f电流频率（赫芝）相对导磁率，对各类钢而言，在7600C（居里点）以上时，=1；电阻率（欧姆厘米2/厘米）。由于趋肤效率效应，表层金属主要是因电流通过而被加热，心部金属则靠外层热量向内传导加热。对于大直径的坯料，为了提高加热度，应选用较低电流频率，以增大电流透入深度。而对小直径的坯料，由于截面尺寸较小，可采用较高电流效率，这样能够提高电效率。在锻压生产中，主要用中频感应加热（f=50010000赫芝）辊锻制坯皱形。辊锻工艺采用的锻压设备称辊锻机；其结构与两辊式轧机相似，具有一对转速相同、转向相反的锻辊，其工作原理见图2-3。辊锻辊模2固定在锻辊1上，电动机7径带5，齿轮副8和4减速后，再通过齿轮副3带动上下锻辊作等速反向的旋转。通常，在辊锻机上还有磨擦离合器6和制动器9，以获得点动、单动、连动等多种操作规范。弯形整形。图2-3 辊锻机工作原理1锻辊 2辊锻模 3、4、8齿轮副 5带 6磨擦离合器 7电动机 9制动器此工序是锻件终锻成形的关键工序，为使锻件弯形到位，充型饱，故需要较大吨位的设备，一般选用63
