王 星，刘 宁，潘琪琛，朱 腾，陈文琳

（1.合肥工业大学 材料科学与工程学院，安徽 合肥 230009；2.安徽合肥汽车锻件有限公司，安徽 合肥 230031）

0 引 言

作为重型商用车的重要保安件之一，前轴在汽车行驶过程中承受较大载荷，要求具有较高的强度和较长的疲劳使用寿命[1,2]。目前，国内前轴成形主要采用精密辊锻-模锻成形工艺。辊锻成形工艺的特点是材料利用率高达85%以上，所用设备压力小、锻件精度高、表面质量好、生产效率高[3]。但精密辊锻-模锻成形工艺较复杂，需考虑各道次间纵向尺寸的合理匹配及“工”字筋和座板等难成形部位对应型腔填充程度等因素，造成前轴在实际生产前需要反复调试，工艺设计难度大及周期长。

以某重型卡车前轴为研究对象，对其进行工艺设计，针对“工”字筋填充不满的问题，利用有限元分析软件分析“工”字筋变形过程中金属流动规律，优化辊锻模具，最终生产符合要求的前轴锻件，缩短了开发周期。

1 重型卡车前轴的工艺设计

1.1 前轴结构分析

某重型卡车前轴热锻件如图1所示，所用材料为42CrMo，理论质量为112 kg，两拳头主销孔距离为（1 868.7±3）mm，两座板中心距为（890.6±1）mm，要求座板中心与两主销孔中心连线的偏移量不大于1.0 mm。前轴属于大型长轴类锻件，沿轴向方向各部位截面变化大，其中“工”字筋筋部高度为101.2 mm，中间壁厚为18.2 mm，筋板高度与壁厚之比大于5，此处成形时金属流动剧烈，常出现“工”字筋筋部末端填充不满的情况。在工艺设计时应尽量提高金属在高度方向的填充率[4]。……