按使用部位分:
發(fā)動機系統(tǒng)鍛件:如凸輪軸、曲軸、連桿、氣門頂桿等。曲軸在發(fā)動機工作時承受復雜的交變應力和扭矩,鍛造工藝可使其獲得良好的綜合力學性能,保證發(fā)動機的可靠性和耐久性;凸輪軸的輪廓精度要求高,鍛造能滿足其尺寸精度和表面質(zhì)量要求,確保氣門的準確開啟和關閉。
轉向系統(tǒng)鍛件:主要有轉向節(jié)、轉向臂等。轉向節(jié)是汽車轉向系統(tǒng)中的關鍵部件,需要承受來自路面的沖擊力和轉向力,鍛造的轉向節(jié)具有較高的強度和韌性,能有效保證轉向系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。
傳動系統(tǒng)鍛件:例如傳動齒輪、傳動軸、半軸等。傳動齒輪在傳遞動力過程中承受高負荷和高速運轉,鍛造齒輪的齒形精度高、表面硬度合適,可提高傳動效率和降低噪音;傳動軸需要傳遞較大的扭矩,鍛造的傳動軸具有良好的扭轉強度和抗疲勞性能。
行駛系統(tǒng)鍛件:包括車橋、輪轂、懸掛臂等。車橋是承載車身重量和傳遞驅動力、制動力的重要部件,鍛造車橋的強度和剛性能夠滿足車輛行駛的要求;輪轂的質(zhì)量直接影響車輛的行駛安全和舒適性,鍛造輪轂具有較高的強度和良好的散熱性能。
車身鍛件:如車身結構件、車門鉸鏈等。車身結構件對汽車的安全性至關重要,鍛造的車身結構件能夠在碰撞時吸收和分散能量,保護車內(nèi)乘客的安全;車門鉸鏈需要具備較高的強度和耐磨性,鍛造工藝可滿足其使用要求。
按鍛造工藝和模具設計分:業(yè)內(nèi)一般將其分為3類,第Ⅰ類是主體軸線立置于模膛成形,水平方向二維尺寸相近,多為圓形或回轉體、方形及近似形狀的鍛件,這類鍛件模鍛時常用鐓粗工步,還可細分為3組。
常用材料
中碳鋼和中碳合金鋼:如40Cr、42CrMo等,具有較高的強度和韌性,經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后可獲得良好的綜合力學性能,常用于制造發(fā)動機曲軸、連桿、傳動齒輪等重要部件。
高碳鋼和高碳合金鋼:例如T8、T10、GCr15等,硬度高、耐磨性好,適用于制造一些需要高硬度和耐磨性的零件,如氣門彈簧、活塞銷等。
鋁合金:如6061、7075等鋁合金,具有密度小、比強度高、耐腐蝕性好等優(yōu)點,在汽車輕量化的趨勢下,越來越多地用于制造汽車輪轂、轉向節(jié)、發(fā)動機缸體等部件,可有效降低汽車的自重,提高燃油經(jīng)濟性。
制造工藝
自由鍛:主要用于生產(chǎn)批量不大、形狀簡單的汽車鍛件,如一些大型的車橋、曲軸等。其優(yōu)點是工藝靈活性大,可鍛造出各種形狀和尺寸的鍛件;缺點是生產(chǎn)效率低,鍛件的尺寸精度和表面質(zhì)量較差。
模鍛:是汽車鍛件生產(chǎn)中常用的工藝方法,適用于生產(chǎn)批量較大、形狀復雜的鍛件,如發(fā)動機的凸輪軸、傳動齒輪等。模鍛件的尺寸精度高、加工余量小、生產(chǎn)效率高,但模具成本較高,需要較大的生產(chǎn)批量來分攤成本。
精密鍛造:是一種先進的鍛造工藝,可實現(xiàn)鍛件的近凈成形,減少后續(xù)的加工余量,提高材料利用率和生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。常用于制造一些對尺寸精度和表面質(zhì)量要求較高的汽車鍛件,如汽車變速器中的同步器齒環(huán)、差速器行星齒輪等。
質(zhì)量要求
力學性能:汽車鍛件需要具備良好的強度、韌性、硬度等力學性能,以滿足在不同工作條件下的使用要求。例如,發(fā)動機曲軸需要承受高負荷的扭轉和彎曲應力,因此要求其具有較高的屈服強度和疲勞強度;轉向節(jié)需要具備良好的韌性,以防止在沖擊載荷下發(fā)生斷裂。
尺寸精度:汽車鍛件的尺寸精度直接影響到其與其他零部件的配合精度和整車的性能。例如,傳動齒輪的齒形精度和孔徑尺寸精度要求較高,否則會影響齒輪的嚙合精度和傳動效率,導致噪音增大、磨損加劇等問題。
表面質(zhì)量:鍛件的表面質(zhì)量對其疲勞強度、耐腐蝕性能等有重要影響。表面不得有裂紋、折疊、砂眼、氣孔等缺陷,否則會成為應力集中源,降低鍛件的使用壽命。
發(fā)展趨勢
輕量化:隨著汽車行業(yè)對節(jié)能減排的要求越來越高,汽車鍛件的輕量化成為重要的發(fā)展趨勢。采用高強度鋁合金、鎂合金等輕質(zhì)材料以及先進的鍛造工藝,可在保證鍛件性能的前提下,有效降低其重量。
精密化:精密鍛造技術將得到更廣泛的應用,提高鍛件的尺寸精度和表面質(zhì)量,減少后續(xù)加工余量,降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。同時,精密鍛造還可以實現(xiàn)復雜形狀鍛件的近凈成形,滿足汽車零部件日益復雜的結構要求。
智能化:利用先進的傳感器技術、自動化控制技術和信息化管理技術,實現(xiàn)汽車鍛件生產(chǎn)過程的智能化監(jiān)控和管理,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,降低人工成本和勞動強度。
綠色化:在汽車鍛件生產(chǎn)過程中,將更加注重節(jié)能減排和環(huán)境保護。采用先進的加熱技術、潤滑技術和廢料回收利用技術,減少能源消耗和污染物排放,實現(xiàn)綠色制造。
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