1.一种轴头与本体一体成形的重卡桥壳制造方法,其特征在于:
轴头与本体一体成形的重卡桥壳(2)由桥包(2a)、桥包两侧矩形直管(2b)、圆柱直管(2c)、一体式轴头(2d)组成,桥包(2a)呈琵琶状,后侧带有一体式后盖(2g),中间最大横截面的高度为h1、上、下边梁(2h)处的宽度为b1、壁厚为t1;矩形直管(2b)的高度为h2、宽度为b2、壁厚为t2,t2=(1.30~1.40)t1;圆柱直管(2c)外径为d1、壁厚为t3,t3=(1.10~1.20)t2;一体式轴头(2d)为三段阶梯轴管,轴头轴肩(2n)根部处的壁厚t4=(1.15~1.25)t3,端部的壁厚t5=(0.55~0.65)t4,内腔的壁厚由外端向内侧逐渐增加;
所述一体式后盖(2g),冠顶距上下边梁宽度中心线的距离为b11,冠顶处的壁厚为t11,满足t11=(0.90~0.95)t1;一体式后盖(2g)与桥包后平面(2i)以曲面过渡,过度处圆弧半径R1、壁厚为t12,并满足t12=(0.95~1.0)t1,使后盖侧具有高的抗弯扭刚性;
所述一体式轴头(2d)为三段阶梯轴管,内侧的轴头第一阶梯(2j)与圆柱直管(2c)锥形过渡,半锥角为θ1,轴头第一阶梯(2j)的外径为d2,满足d2=(0.75~0.85)d1;中间的轴头第二阶梯(2k)与轴头第一阶梯(2j)之间存在铅直的轴肩(2n),轴头第二阶梯(2k)的外径为d3,满足d3=(0.75~0.85)d2,轴肩(2n)根部处的壁厚t4=(1.15~1.25)t3;端部的轴头第三阶梯(2m)的外径为d4,满足d4=(0.85~0.95)d3,端部的壁厚t5=(0.55~0.65)t4,而且内腔的壁厚由外端向内侧逐渐增加;
方法包括以下步骤:
1)根据桥包(2a)中间最大截面的高度h1、壁厚为t1选择无缝钢管,外径d0=(0.60~
0.65)h1,壁厚t0=(0.75~0.85)t1,无缝钢管的长度为L1;
2)无缝钢管中部进行热镦粗增厚,将管坯中部长度L10的部分采用三组不同频率的中频炉加热,中间长度L11的部分加热至T1=950℃~1050℃,左右两侧长度L12、L13的部分加热至T2=750℃~800℃;在三向液压机上将加热的管坯放在镦粗增厚下模(3b)半圆柱孔型腔内,镦粗增厚上模(3a)落下,镦粗增厚左模(3c)、镦粗增厚右模(3d)由管坯两端向内侧推进,中部长度L11的部分长度变成L20,壁厚增厚t01=(1.35~1.45)t0,左右两侧部分壁厚由t01线性减至t0;
3)第一次热挤压,实现矩形直管、圆柱直管的减径;镦粗增厚管坯(3)冷却至室温后,将左右两端长度L21、L22的部分加热至T3=850℃~950℃;在三向液压机上,利用第一次挤压上模(4a)、第一次挤压下模(4b)夹持管坯中部,利用第一次挤压左模(4c)、第一次挤压右模(4d)进行挤压减径,成形第一阶梯圆管(4e)、第二阶梯圆管(4f);第一阶梯圆管(4e)外径减至d01、壁厚达到桥壳矩形直管(2b)的壁厚t2;d01根据桥壳矩形直管(2b)的周长确定;第二阶梯圆管(4f)外径、壁厚分别达到桥壳圆柱直管(2c)的外径d1、壁厚为t3;第二阶梯圆管(4f)与第一阶梯圆管(4e)圆锥过渡,半锥角为θ2;
4)第二次热挤压形成轴头管坯;将第一次挤压管坯(4)第二阶梯圆管(4f)左右两端长度L31、L32的部分加热至T4=850℃~950℃,在三向液压机上,利用第二次挤压上模(5a)、第二次挤压下模(5b)夹持管坯中部,第二次挤压左模(5c)、第二次挤压右模(5d)进行挤压,形成轴头管坯第一阶梯(5e)、轴头管坯第二阶梯(5f);轴头管坯第一阶梯(5e)与圆柱直管(2c)锥形过渡,半锥角为θ1,轴头管坯第二阶梯(5f)与轴头管坯第一阶梯(5e)形成管坯轴肩(5g);
5)对第二次挤压管坯(5)进行一次液压胀形,中部长度L30的部分扩径后变成单鼓形(6a),中间最大横截面的外径为d4、壁厚为t5,满足d4=(0.92~0.95)h1,t5=(1.02~1.06)t1;
中部长度L30两侧经过挤压成形的部分不变形;
6)对液压胀形管坯(6)的中部中频退火,两端密封,内腔充液后用上下模、前后模进行多向压制成形,得到轴头与本体一体成形的重卡桥壳管件(7),轴头管坯第一阶梯(5e)、轴头管坯第二阶梯(5f)以及圆柱直管(2c)不变形,第一阶梯圆管(4e)变成桥壳矩形直管(2b);中部单鼓形(6a)变成桥包(2a),前平面(2e)上带有附加前盖(7a),后平面(2i)上带有一体式后盖(2g);
7)切除桥壳管件(7)附加前盖(7a),得到主减速器安装孔(2f);
8)机加轴头管坯第一阶梯(5e)得到轴头第一阶梯(2j),机加轴头管坯第二阶梯(5f),得到轴头第二阶梯(2k)、轴头第三阶梯(2m)、轴头轴肩(2n)。
2.如权利要求1所述的轴头与本体一体成形的重卡桥壳制造方法,其特征在于:无缝钢管中部进行热镦粗增厚时,镦粗增厚上模(3a)与镦粗增厚下模(3b)形成封闭的圆柱孔型腔,型腔内径较管坯外径d0大2~3mm。
3.如权利要求2所述的轴头与本体一体成形的重卡桥壳制造方法,其特征在于:镦粗增厚管坯(3)进行第一次热挤压时,在一台液压机上进行,安排2~3道工步。
4.如权利要求3所述的轴头与本体一体成形的重卡桥壳制造方法,其特征在于:第一次挤压管坯(4)进行第二次热挤压成形时,轴头管坯第一阶梯(5e)的外径d21较轴头第一阶梯(2j)外径d2大3~4mm,轴头管坯第二阶梯(5f)的外径d31较轴头第二阶梯(2k)外径d3大3~
4mm,管坯轴肩(5g)根部处的壁厚t41较轴头轴肩(2n)根部处的壁厚t4大1.5~2mm;第二次热挤压成形在另一台液压机上进行,安排2~3道工步。