阅读说明：本技术 一种汽车前轴及其制备方法 (Automobile front axle and preparation method thereof ) 是由 黄洪胜 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种汽车前轴及其制备方法,该前轴包括前轴本体(3)、前轴左臂(1)、前轴右臂(4)、钢板面(2)、重合部分(5),前轴左臂(1)、前轴右臂(4)分别连接于前轴本体(3)两端,钢板面(2)焊接在前轴本体(3)两端上部,所述前轴本体(3)为中空结构,凹陷呈工字形。本发明前轴制造工艺简单、设备投资少、模具容易实现标准化、换型快、换型费用低、生产准备时间短、生产工序少、前轴重量轻、成本低,且强度高。(The invention relates to an automobile front axle and a preparation method thereof, wherein the front axle comprises a front axle body (3), a front axle left arm (1), a front axle right arm (4), a steel plate surface (2) and a superposition part (5), the front axle left arm (1) and the front axle right arm (4) are respectively connected to two ends of the front axle body (3), the steel plate surface (2) is welded on the upper parts of two ends of the front axle body (3), and the front axle body (3) is of a hollow structure and is sunken in an I shape. The front axle of the invention has simple manufacturing process, less equipment investment, easy standardization of the mould, quick mould changing, low mould changing cost, short production preparation time, less production procedures, light weight of the front axle, low cost and high strength.)

一种汽车前轴及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种汽车支撑装置，具体的说，是涉及一种汽车前轴及其制备方法。

背景技术

汽车前轴多采用工字轴轴体，工字轴为整体模锻成形，断面呈“工”字型，故称“工字轴”。工字轴与前钢板弹簧座锻造成一体，为避免与发动机油底壳干涉，中部有向下落差。工字轴材料一般选用Cr钢并经调制处理，设计时在保证强度的前提下会尽量减轻质量。前轴总成除了承受汽车的重量外，还承受地面和车架之间的垂直载荷、制动力、侧向力以及侧向力所引起的弯矩等。

现有的车辆工字前轴技术已经非常成熟，但由于工字钢轴体抗弯、抗扭力不够强，在紧急情况下会因工字钢轴体变形，而至车辆失控发生车祸，导至生命财产损失；现行工艺采用模锻成形制做，工艺繁杂，不能根据客户要求灵活调整轴体长度，且工前前轴质量较大，不适合未来轻量化的发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车前轴及其制备方法，其采用管坯通过成形工艺制造空心前轴主体并组装前轴左右臂，制造工艺简单、模具容易实现标准化、换型快、生产工序少、前轴重量轻、成本低，且强度高。

本发明涉及的一种汽车前轴，包括前轴本体(3)、前轴左臂(1)、前轴右臂(4)、钢板面(2)、重合部分(5),前轴左臂(1)、前轴右臂(4)分别连接于前轴本体(3)两端，钢板面(2)焊接在前轴本体(3)两端上部，所述前轴本体(3)为中空结构，前轴本体(3)两侧向内凹陷，前轴本体(3)中段横截面中空部分凹陷呈工字形。

所述前轴左臂(1)、前轴右臂(4)端部位于前轴本体(3)两端内，形成重合部分(5)。

所述前轴本体(3)中部凹陷位置从前轴本体(3)中间位置开始，至重合部分(5)向中轴一侧的任意位置，所述前轴本体(3)的凹陷部分中面对称。

所述前轴本体(3)轴臂厚度为0.5～3厘米。

所述前轴左臂(1)、前轴右臂(4)的结构相同且相对中面对称。

所述重合部分(5)可直接边缘紧密焊接。

所述重合部分(5)还可以通过固定栓连接，固定栓穿过前轴左臂(1)、前轴右臂(4)及前轴本体(3)，重合部分边缘紧密焊接。

所述重合部分(5)还可以通过卡紧连接：：前轴左臂(1)、前轴右臂(4)在前轴主体(3)内部分各有一个内凹的孔洞，前轴本体(3)管壁与孔洞重叠部位向内凹陷卡紧左右臂，重合部分(5)边缘紧密焊接。

所述重合部分(5)截面为圆形、椭圆、半圆、梯形或方形，且为实心。

该汽车前轴通过以下方法制备：

(1)将管料切成要求尺寸的的定尺管坯，，该尺寸根据前轴产品图确定，具体尺寸为1.3-2.5米；

(2)将前轴右臂、前轴左臂与管坯连接，置于管坯两端内，形成重合部分；

(3)密封焊接前轴右臂、前轴左臂与管胚重合部分，制备为半成品前轴；

(4)将步骤3半成品前轴加热到850-950℃，并将前轴本体管坯向内挤压呈工字形；

(5)在前轴本体两端上部焊接钢板面；

(6)将步骤5产品经840-870度焠火后油冷，550-630度回火空冷，冷却后打磨即为汽车前轴。

所述步骤3可替换为固定栓连接：固定栓穿过前轴左臂、前轴右臂及前轴本体，并密封焊接边缘。

所述步骤3可替换为卡紧连接：前轴左臂、右臂在前轴主体内部分各向内凹陷一个孔洞，前轴本体管壁与孔洞重叠部位向内凹陷卡紧左右臂，并密封焊接左右臂与前轴本体连接边缘。

所述管坯为管坯为40cr或20cr钢管；

所述管坯为中空结构，厚度为0.5～3厘米。

所述管坯为中空圆形、椭圆、半圆、梯形、方形的一种。

所述固定栓截面为圆形、椭圆、半圆、梯形、方形的一种。

本发明的积极效果是前轴制造工艺简单、设备投资少、模具容易实现标准化、换型快、换型费用低、生产准备时间短、生产工序少、前轴重量轻、成本低，且强度高。

附图说明

图1：前轴结构示意图。

图2：前轴俯视图。

图3：管坯示意图。

图4：前轴本体中段截面图。

图5：重合部分截面图，左图为直接焊接方式截面图，中间为固定栓连接方式截面图，右图为卡紧连接方式截面图。

标号说明：前轴左臂1，钢板面2，前轴本体3，前轴右臂4，重合部分5。

具体实施方式

附图以圆形管坯示意，使用其它类型管坯产品与圆形管坯产品结构相同，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述：

实施例1

一种汽车前轴，包括前轴本体(3)、前轴左臂(1)、前轴右臂(4)、钢板面(2)、重合部分(5),前轴左臂(1)、前轴右臂(4)分别连接于前轴本体(3)两端，钢板面(2)焊接在前轴本体(3)两端上部，所述前轴本体(3)为中空结构，前轴本体(3)两侧向内凹陷，前轴本体(3)中段横截面中空部分凹陷呈工字形。

所述前轴左臂(1)、前轴右臂(4)部位于前轴本体(3)两端内，形成重合部分(5)。

所述前轴本体(3)中部凹陷位置从前轴本体(3)中间位置开始，至重合部分(5)向中轴一侧的任意位置，所述前轴本体(3)的凹陷部分中面对称。

所述前轴本体(3)轴臂厚度为0.5～3厘米。

所述前轴左臂(1)、前轴右臂(4)的结构相同且相对中面对称。

所述重合部分(5)可直接边缘紧密焊接。

所述重合部分(5)还可以通过固定栓连接：固定栓穿过前轴左臂(1)、前轴右臂(4)及前轴本体(3)，重合部分边缘紧密焊接。

所述重合部分(5)还可以通过卡紧连接：前轴左臂(1)、前轴右臂(4)在前轴主体(3)内部分各有一个内凹的孔洞，前轴本体(3)管壁与孔洞重叠部位向内凹陷卡紧左右臂，重合部分(5)边缘紧密焊接。

所述重合部分(5)截面为圆形、椭圆、半圆、梯形或方形，且为实心。

该汽车前轴通过以下方法制备：

(1)将管料切成要求尺寸的的定尺管坯，，该尺寸根据前轴产品图确定，具体尺寸为1.3-2.5米；

(2)将前轴右臂、前轴左臂与管坯连接，置于管坯两端内，形成重合部分；

(3)密封焊接前轴右臂、前轴左臂与管胚重合部分，制备为半成品前轴；

(4)将步骤3半成品前轴加热到850-950℃，并将前轴本体管坯向内挤压呈工字形；

(5)在前轴本体两端上部焊接钢板面；

(6)将步骤5产品经840-870度焠火后油冷，550-630度回火空冷，冷却后打磨即为汽车前轴。

所述步骤3可替换为固定栓连接：固定栓穿过前轴左臂、前轴右臂及前轴本体，并密封焊接边缘。

所述步骤3可替换为卡紧连接：：前轴左臂、右臂在前轴主体内部分各向内凹陷一个孔洞，前轴本体管壁与孔洞重叠部位向内凹陷卡紧左右臂，并密封焊接左右臂与前轴本体连接边缘。

所述管坯为管坯为40cr或20cr钢管；

所述管坯为中空结构，厚度为0.5～3厘米。

所述管坯为中空圆形、椭圆、半圆、梯形、方形的一种。

所述固定栓截面为圆形、椭圆、半圆、梯形、方形的一种。

实施例2

改变实施例1中制备方法参数，具体方法如下：

(1)以管壁厚度为0.5厘米40cr钢圆形管为原料切为1.3米管坯；

(2)将前轴右臂、前轴左臂与管坯连接，置于管坯两端内形成重合部分；

(3)通过固定栓连接重合部分，固定栓穿过前轴左臂、前轴右臂及前轴本体管坯，并密封焊接边缘；

(4)将步骤3半成品前轴加热到850℃，并将前轴本体管坯中间1/3长度向内挤压呈工字形；

(5)在前轴本体两端上部焊接钢板面；

(6)将步骤5产品经850度焠火后油冷，550度回火空冷，冷却后打磨即为汽车前轴。

实施例3

(1)以管壁厚度为1厘米40cr钢椭圆管为原料切为1.6米管坯；

(2)将前轴右臂、前轴左臂与管坯连接，置于管坯两端内形成重合部分；

(3)通过固定栓连接重合部分，固定栓穿过前轴左臂、前轴右臂及前轴本体管坯，并密封焊接边缘；

(4)将步骤3半成品前轴加热到900℃，并将前轴本体管坯中间1/2长度向内挤压呈工字形；

(5)在前轴本体两端上部焊接钢板面；

(6)将步骤5产品经840度焠火后油冷，570度回火空冷，冷却后打磨即为汽车前轴。

实施例4

(1)以管壁厚度为1.5厘米20cr钢半圆管为原料切为1.9米管坯；

(2)将前轴右臂、前轴左臂与管坯连接，置于管坯两端内；

(3)密封焊接前轴右臂、前轴左臂与管胚，制备为半成品前轴；

(4)将步骤3半成品前轴加热到900℃，并将前轴本体管坯中间1/2长度向内挤压呈工字形；

(5)在前轴本体两端上部焊接钢板面；

(6)将步骤5产品经850度焠火后油冷，590度回火空冷，冷却后打磨即为汽车前轴。

实施例5

(1)以管壁厚度为2.5厘米20cr钢梯形管为原料切为2.2米管坯；

(2)将前轴右臂、前轴左臂与管坯连接，置于管坯两端内；

(3)前轴左臂、右臂在前轴主体内部分各贯穿一个孔洞，前轴本体管臂与孔洞重合部位向内凹陷卡紧左右臂，并密封焊接左右臂与前轴本体连接边缘。

(4)将步骤3半成品前轴加热到850℃，并将前轴本体管坯中间3/4长度向内挤压呈工字形；

(5)在前轴本体两端上部焊接钢板面；

(6)将步骤5产品经860度焠火后油冷，610度回火空冷，冷却后打磨即为汽车前轴。

实施例6

(1)以管壁厚度为3厘米20cr钢方形管为原料切为2.5米管坯；

(2)将前轴右臂、前轴左臂与管坯连接，置于管坯两端内；

(3)前轴左臂、右臂在前轴主体内部分各贯穿一个孔洞，前轴本体管臂与孔洞重合部位向内凹陷卡紧左右臂，并密封焊接左右臂与前轴本体连接边缘。

(5)将步骤4半成品前轴加热到950℃，并将前轴本体管坯中间所有中空部分向内挤压呈工字形；

(7)在前轴本体两端上部焊接钢板面；

(6)将步骤5产品经860度焠火后油冷，630度回火空冷，冷却后打磨即为汽车前轴。

以实施例2-6中相同材质，用普通技术分别制备实心工字前轴做为对比2-6，每个对比前轴及实施例样品分别制备5条，且对比前轴2-6与实施例2-6样品重量分别对应相同。

以冲击试验机进行冲击试验，检测前轴的性能，其结果如下：

(1)对比2平均80.65万次不变形，实施例2样品平均95.67万次不变形。

(2)对比3平均83.46万次不变形，实施例3样品平均98.88万次不变形。

(3)对比4平均86.89万次不变形，实施例4样品平均99.58万次不变形。

(4)对比5平均88.12万次不变形，实施例5样品平均103.62万次不变形。

(5)对比6平均90.26万次不变形，实施例6样品平均105.65万次不变形。

通过以上对比试验可知实施例样品明显优于对比样品，具有突出而显著的进步。