【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车零部件，具体来讲是一种微轻型货车空心前轴及其制造方法。
技术介绍
1、前轴是汽车底盘的重要零件之一，在车辆行驶过程中，前轴需要承受由于路面不平、车辆紧急制动、连续转弯产生的载荷，所以要求前轴具有高强度、刚度及疲劳寿命。前轴一般由中部横梁、两侧弯脖及拳头组成。
2、参见图1和图2所示，目前微轻型货车的前轴主要采用锻造结构和钢管组焊式结构。工字形截面的锻造前轴，整体成形，钢板弹簧座一体成形，强度刚度较好，但重量较大、材料利用率低于84％，而且锻造成形需要大型锻造设备，模具开发成本较高且不易于换型。钢管组焊式前轴，中部横梁采用无缝钢管，两侧的弯脖、拳头采用锻造方法一体成形，中部钢管与左右两侧的锻件焊接在一起，在左右拳头的后侧直接锻造出转向限位块。钢管组焊式前轴相对工字形截面的锻造前轴而言，重量减轻5％、材料利用率提升5％，制造难度降低，正在逐渐取代锻造前轴。但是，钢管组焊式前轴在中部横梁与左右两侧弯脖的焊接部位存在焊渣、焊不透等焊接缺陷，影响行车的安全性；另外，左右弯脖、拳头仍然采用实心的锻造结构，制约了重量的轻量化和材料利用率的提升。
3、中国专利文件《大落差空心矩形截面汽车前轴管件的成形方法》(申请公布号：cn115194419a)公开了一种大落差空心矩形截面汽车前轴管件的成形方法，所述成形方法在三向液压机上使用，管坯端部进行第一次加热后，利用左、右增厚模包住管坯外端并向内推压实现内腔增厚；然后，两侧第二次加热后进行冲压弯曲，上模压缩管坯中部向下运动，弯曲左模、右模向内工进补料，制得大落差
4、中国专利文件《空心前轴成形方法》(申请公布号：cn102240892b)公开了一种空心前轴成形方法，其工艺过程：下料——管端和过渡区域加热——减径成形——管端镦锻——整体加热——整体成形——机械加工管件两端主销孔。从公开的
技术实现思路
及实施例可知：涉及的空心前轴横梁、弯脖、拳头均为空心矩形，结构较复杂；管端加热、减径后进行镦锻成形时中部容易失稳起皱引起镦锻部分里侧金属内壁出现褶皱，严重影响成形质量；管端镦锻后需进行整体加热，能耗高，而且进行整体成形时需要大吨位的锻压设备。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种微轻型货车空心前轴及其制造方法，能够彻底消除钢管组焊式结构前轴的横梁与弯脖连接处的焊接隐患，材料利用率高达95％，较锻造前轴减轻重量15％，较钢管组焊式前轴减轻重量10％；与现有的空心前轴成形方法相比，结构简化、工艺优化、成形质量高、能耗低，而且不需要大型锻压设备。
2、为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种微轻型货车空心前轴，包括空心轴体，所述空心轴体采用无缝钢管整体成形，包括中部横梁，所述中部横梁的两端均向上翘起形成弯脖，且弯脖的端部连接有拳头；所述中部横梁为圆管；所述弯脖为变截面的空心结构，且弯脖的横截面自内侧向端部由空心圆逐渐变成空心矩形，且弯脖高度和宽度方向的尺寸自内侧向端部逐渐减小；所述拳头为心部带矩形孔的厚壁矩形管，且拳头高度方向的尺寸自内侧向端部保持不变，拳头宽度方向的尺寸自内侧向端部逐渐收窄；所述拳头上设置用于安装主销的主销孔，且主销孔的里侧实体上设置锁销孔；所述拳头的后侧设置有曲面凹槽，且凹槽内部嵌入并焊接有转向限位块；所述拳头的矩形孔外侧用封堵焊实。
3、在上述技术方案的基础上，所述中部横梁的外径为φd0、壁厚为t0，满足φd0/t0＝8-11。
4、在上述技术方案的基础上，所述拳头的高度为h1；所述矩形孔的高度为h2，宽度为b2，满足h2＝(0.20～0.30)h1、b2＝(0.15～0.25)h1。
5、在上述技术方案的基础上，所述空心轴体上焊接有板簧座。
6、本专利技术还提供一种用于制造上述微轻型货车空心前轴的方法，包括以下步骤：
7、步骤s1.选用无缝钢管作为初始管坯；
8、步骤s2.初始管坯端部进行热态镦粗增厚，得到镦粗增厚管坯；
9、步骤s3.将镦粗增厚管坯进行冲压弯曲，得到弯曲管坯；
10、步骤s4.从上方以及前后两侧对弯曲管坯进行多向压制成形，得到压制成形空心管件。
11、步骤s5.机加工拳头外端部，焊接封堵、转向限位块以及板簧座；
12、步骤s6.机加工主销孔、锁销孔。
13、在上述技术方案的基础上，步骤s1中，初始管坯的外径为φd0、壁厚为t0，满足φd0/t0＝8-11。
14、在上述技术方案的基础上，步骤s2中，在三向液压机上，夹持初始管坯中部，对左右两端部进行热态镦粗增厚，得到的镦粗增厚管坯端部外径保持不变、最大壁厚t1增至初始壁厚t0的1.45～1.75倍，而且管坯镦粗增厚部分与里侧未变形区域壁厚渐变，内腔过渡圆角半径r1不小于10mm。
15、在上述技术方案的基础上，步骤s3中，在通用液压机上，将镦粗增厚管坯进行冲压弯曲，得到弯曲管坯，其中间部分保持圆管未变形，两侧分别向左右斜上方弯曲，弯曲后的部分横截面仍为空心圆管，弯曲圆角的壁厚变化不大于10％。
16、在上述技术方案的基础上，步骤s4中，在三向液压机上，利用压制成形模具从上方以及前后两侧对弯曲管坯进行多向压制成形，得到压制成形空心管件，压制成形空心管件包括中部横梁、弯脖以及心部带有矩形孔的拳头。
17、本专利技术的有益效果在于：
18、与现有技术相比，本专利技术彻底消除了钢管组焊式前轴的横梁与弯脖连接处的焊接隐患，提高车辆的行驶安全性；材料利用率高达95％，较锻造前轴减轻重量15％，较钢管组焊式前轴减轻重量10％；与现有的空心前轴成形方法相比，结构简化、工艺优化、成形质量高，能耗低，而且不需要大型锻压设备。
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1.一种微轻型货车空心前轴，包括空心轴体(1)，其特征在于：所述空心轴体(1)采用无缝钢管整体成形，包括中部横梁(1a)，所述中部横梁(1a)的两端均向上翘起形成弯脖(1b)，且弯脖(1b)的端部连接有拳头(1c)；
2.如权利要求1所述的微轻型货车空心前轴，其特征在于：所述中部横梁(1a)的外径为φd0、壁厚为t0，满足φd0/t0＝8-11。
3.如权利要求1所述的微轻型货车空心前轴，其特征在于：所述拳头(1c)的高度为h1；所述矩形孔(1d)的高度为h2，宽度为b2，满足h2＝(0.20～0.30)h1、b2＝(0.15～0.25)h1。
4.如权利要求1所述的微轻型货车空心前轴，其特征在于：所述空心轴体(1)上焊接有板簧座(2)。
5.一种用于制造权利要求1～4任一所述微轻型货车空心前轴的方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤S1中，初始管坯的外径为φd0、壁厚为t0，满足φd0/t0＝8-11。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤S2中，在三向液压机
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤S3中，在通用液压机上，将镦粗增厚管坯(5)进行冲压弯曲，得到弯曲管坯(6)，其中间部分保持圆管未变形，两侧分别向左右斜上方弯曲，弯曲后的部分横截面仍为空心圆管，弯曲圆角(6a)的壁厚变化不大于10％。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤S4中，在三向液压机上，利用压制成形模具从上方以及前后两侧对弯曲管坯(6)进行多向压制成形，得到压制成形空心管件(7)，压制成形空心管件(7)包括中部横梁(1a)、弯脖(1b)以及心部带有矩形孔(1d)的拳头(1c)。
...【技术特征摘要】
1.一种微轻型货车空心前轴，包括空心轴体(1)，其特征在于：所述空心轴体(1)采用无缝钢管整体成形，包括中部横梁(1a)，所述中部横梁(1a)的两端均向上翘起形成弯脖(1b)，且弯脖(1b)的端部连接有拳头(1c)；
2.如权利要求1所述的微轻型货车空心前轴，其特征在于：所述中部横梁(1a)的外径为φd0、壁厚为t0，满足φd0/t0＝8-11。
3.如权利要求1所述的微轻型货车空心前轴，其特征在于：所述拳头(1c)的高度为h1；所述矩形孔(1d)的高度为h2，宽度为b2，满足h2＝(0.20～0.30)h1、b2＝(0.15～0.25)h1。
4.如权利要求1所述的微轻型货车空心前轴，其特征在于：所述空心轴体(1)上焊接有板簧座(2)。
5.一种用于制造权利要求1～4任一所述微轻型货车空心前轴的方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤s1中，初始管坯的外径为φd0、壁厚...
【专利技术属性】
技术研发人员：王连东，张宇，田野，吴娜，刘山源，孔乐超，杨阳，毛洪明，余林，
申请(专利权)人：湖北首诚工业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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