趙純鋒傅前進(jìn)紀(jì)慶高樊 昕

（1.山東泰豐鋼業(yè)有限公司，新泰 271200；2.泰安市科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，泰安 271000）

高強(qiáng)高韌汽車傳動(dòng)軸管雙道次W彎曲組合成型工藝的研究與設(shè)計(jì)

趙純鋒1傅前進(jìn)1紀(jì)慶高1樊 昕2

（1.山東泰豐鋼業(yè)有限公司，新泰 271200；2.泰安市科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，泰安 271000）

本研究涉及高強(qiáng)高韌汽車傳動(dòng)軸管生產(chǎn)工藝，針對(duì)一種高強(qiáng)高韌汽車傳動(dòng)軸管雙道次W彎曲組合成型工藝進(jìn)行深入分析，研究設(shè)計(jì)內(nèi)容，并闡述所采用的技術(shù)方案。

高強(qiáng)高韌汽車 傳動(dòng)軸管 雙道次 W彎曲組合成型

1 技術(shù)研究背景

隨著科技的發(fā)展，商用汽車整車減重，增加載荷的要求越來(lái)越強(qiáng)烈，促使汽車傳動(dòng)軸管向輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高韌性方向發(fā)展?，F(xiàn)有傳動(dòng)軸管為提高承載能力及安全系數(shù)，只能導(dǎo)致軸管壁厚越來(lái)越厚，與汽車整車輕量化趨勢(shì)背道而馳。減重節(jié)能是目前汽車發(fā)展的主題之一，對(duì)于載重汽車來(lái)說(shuō)，降低一定重量就可多載相應(yīng)重量的貨物，同時(shí)可以減少制造單車所需原材料的消耗。因此，壁薄、強(qiáng)度高的汽車傳動(dòng)軸管是各生產(chǎn)廠家的制造目標(biāo)。

鋼帶邊緣彎曲成型是高強(qiáng)高韌汽車傳動(dòng)軸管生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)之一。目前，采用的是一種簡(jiǎn)單的預(yù)彎邊機(jī)。在調(diào)整預(yù)彎邊機(jī)時(shí)，往往因材料強(qiáng)度高、反彈大容易導(dǎo)致弧邊。但是，采用W彎曲變形時(shí)，如果鋼帶邊緣彎曲曲率太小，會(huì)造成“桃子頭”；彎曲曲率過(guò)大，又會(huì)造成“蘋果凹”。一旦產(chǎn)生這兩種成型缺陷，對(duì)于鋼管質(zhì)量都是致命的，無(wú)法通過(guò)閉口成型段和精整段來(lái)改變。

2 研究設(shè)計(jì)內(nèi)容

為解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本研究設(shè)計(jì)提供了一種高強(qiáng)高韌汽車傳動(dòng)軸管雙道次W彎曲組合成型工藝。采用此工藝，鋼帶通過(guò)兩道次W彎曲成型，邊緣變形充分均勻，實(shí)彎長(zhǎng)度占圓周長(zhǎng)的50%左右，是單道次W成型實(shí)彎長(zhǎng)度的一倍，提高了成型質(zhì)量，克服了因材料強(qiáng)度高、反彈大而引起的成型困難的問(wèn)題。

3 采用的技術(shù)方案

本研究設(shè)計(jì)的一種高強(qiáng)高韌汽車傳動(dòng)軸管雙道次W彎曲組合成型工藝原理圖，如圖1所示。將鋼帶依次經(jīng)過(guò)15道次成型裝置成型，其中包括順次連接的2道次具有“W”孔型的成型裝置、4道次水平輥大變形成型裝置、3道次立輥成型裝置和6道次精成型裝置。根據(jù)鋼帶厚度和成型變形量要求，利用各變形裝置的調(diào)節(jié)裝置分別進(jìn)行軋輥模具孔型調(diào)整。鋼帶依次經(jīng)過(guò)上述調(diào)整好的模具孔型，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)高韌汽車傳動(dòng)軸管的組合彎曲成型。

圖1 工藝原理圖

如圖2、圖3所示，經(jīng)過(guò)2道次具有“W”孔型的成型裝置，即第1、2道次，對(duì)鋼帶進(jìn)行中部反彎曲，邊緣實(shí)彎長(zhǎng)度達(dá)到周長(zhǎng)的50%，斷面變形無(wú)死區(qū)，得到充分變形。

圖2 第1道次的具有“W”孔型的成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

圖3 第2道次的具有“W”孔型的成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

如圖4、圖5、圖6和圖7所示，經(jīng)過(guò)4道次水平輥大變形成型裝置，即第3～6道次，對(duì)鋼帶進(jìn)行中部彎曲，彎曲角由30°增大到82°，彎曲半徑由471減小到172.3，使鋼帶逐步形成U型。

圖4 第3道次的水平輥大變形成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

圖5 第4道次的水平輥大變形成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

圖6 第5道次的水平輥大變形成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

圖7 第6道次的水平輥大變形成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

如圖8、圖9和10所示，經(jīng)過(guò)3道次立輥成型裝置，即第7～9道次對(duì)鋼帶進(jìn)行側(cè)面彎曲，中部彎曲角由90°增大到133°，彎曲半徑由142.7減小到106.5，使成型截面逐漸收縮變形。

圖8 第7道次的立輥成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

圖9 第8道次的立輥成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

圖10 第9道次的立輥成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

如圖11、圖12、圖13、圖14、圖15和圖16所示，經(jīng)過(guò)6道次精成型裝置，繼續(xù)對(duì)鋼帶進(jìn)行彎曲變形至最終成型，分為第10～12道次和第13～15道次兩個(gè)階段

如圖11、圖12和圖13所示，分別為第10～12道次，中部彎曲角由150°增大到175.32°，側(cè)面彎曲角由65°減小到46.26°，同時(shí)側(cè)面和邊緣分為兩部分進(jìn)行變形，對(duì)鋼帶邊緣進(jìn)行下壓，邊緣彎曲角達(dá)到25.92°，中部彎曲半徑由94.2減小到79.26，側(cè)面彎曲半徑由72.5增大到75.4，邊緣彎曲半徑達(dá)到79.26。

圖11 第10道次的精成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

圖12 第11道次的精成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

圖13 第12道次的精成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

圖14 第13道次的精成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

圖15 第14道次的精成型裝置及鋼帶狀態(tài)圖

圖16 第15道次的精成型裝置 及鋼帶狀態(tài)圖

如圖14、圖15和圖16所示，分別為第13～15道次。在第13道次，中部彎曲角與側(cè)面彎曲角相等，都變?yōu)?0°，并且不再發(fā)生變化；第14、15道次，鋼帶邊緣繼續(xù)下壓，邊緣彎曲角由32.88°增大到38.79°，直到鋼帶邊緣吻合，中部彎曲半徑由75.46減小到67.5，側(cè)面彎曲半徑由71.6減小到67.5，邊緣彎曲半徑由75.46減小到67.5，完成了整個(gè)成型過(guò)程，為高頻焊接做好準(zhǔn)備。

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Research and Design of W Bending Combined Forming Process of High Strength and High Toughness Automobile Ttransmission Shaft Tube

ZHAO Chunfeng1,FU Qianjin1,JIi Qinggao1,FAN Xin2
(1.Shandong Taifeng Steel Co. Ltd, Xintai 271200;2.Taian city science and Technology Information Institute, Taian 271000)

This study relates to the high strength and high toughness pipes for automobile drive axle production technology, in view of a kind of high strength, high toughness and high drive shaft tube double w combined bending and molding process for in-depth analysis, research and design content, and expounds the technical scheme.

high strength and high toughness automobile, transmission shaft tube, double pass, W bending combination forming