我公司是国内xx的汽车轴头生产企业，轴头主要用于重卡后桥冲焊桥壳、铸造桥壳及工程驱动桥的两端支承，属I类保安件。铸钢桥用轴头采用热装配压入方式，属空心长轴类锻件，毛坯如图1所示，该型号轴头用于国内某知名汽车公司开发的13t铸钢桥壳，主要用于牵引车和工程车型，工作环境复杂，既要承受载重和冲击载荷的影响，又要承受复杂路况所产生的交变应力作用，轴头直接影响车辆的行驶安全。轴长与内孔比622mm/59mm≥3，该毛坯属深孔加工。Φ59mm孔则成为毛坯加工的难点。

图1

轴头冲孔工艺方案比较

　　（1）方案1 定制无缝钢管机加工而成。采用YB/T5035－2010（半轴套管用无缝钢管）。此方案为该轴头的原始工艺，定制尺寸接近的管材，通过机加手段满足工艺尺寸要求，具有工艺简单、成本低廉、壁厚均匀等优点，但其内壁组织疏松（见图2），易造成力学性能不稳定。

图2

　　（2）方案2 圆钢下料→加热（1150~1180℃）→制坯→热挤压内孔。此方案设备选用20MN压力机。该工艺加工的轴头具有内部组织致密，力学性能强度高，机加余量小等优点，但壁偏差控制是该工艺方案成败的关键（见图3）。

图3

　　上述方案比较，根据力学性能检测结果，方案2明显优于方案1，但方案2中的壁偏差问题应加强工艺手段进行控制。

模具结构分析

　　针对轴头内孔需热挤压完成的技术要求，现就模具结构作如下分析：我公司原采用如图4所示模具结构，因属深孔热挤压（长度≥600mm)，模具承受5~20MN以上的动载荷，冲头易松动产生螺纹配合间隙，即使不考虑压力机精度，也会与下模中心产生错移，计算得知，极限偏差值约为5mm，为保证锻件质量，必须每10件检查毛坯壁偏差情况，以及时紧固冲头。图4中已标明，凹模固定于下模座中，按照以下模为基准，上模找正的原则，冲头应保证导向xx、稳定，因上模座与水压机活动横梁有定位配合装置，故调整改进的范围就限定在冲头结构上。结合模具安装及成本考虑，经技术分析决定采用滑动导向与锥面定位的双定位导向结构（如图5所示），xx限度地从结构上避免设计弊端。

图4＆图5

改进后模具结构特点

　　图5为冲头双导向结构，主要有由上模座、冲头、导向套等3部分组成，冲头与导向套采用滑动间隔配合，冲头上端面与上模座锥面始终处于滑动配合状态，冲头材料采用H13硬度取48~52HRC，锥面采用60°锥角。冲头下行时，导向套与冲头上锥面给予冲头导向，保证其与下模对中，即使受到载荷冲击，冲头也不会产生扭斜，冲头下行末端（导向套与模有60 mm长的尺寸配合，极限配合尺寸≤0.10 mm）导向套的端面与工件接触挤压后，可保证工件上端面平整，减少后序机加工的难度。导向套可保证上下模对中找正，包括模具初期的调整和工作全过程及后续的验证。

结语

　　该深孔加工采用热挤压工艺，可保证深孔内部组织致密，力学性能指标大幅提升，模具结构经优化设计后，工件壁偏差≤3mm，提高了材料利用率和合格率，同时减少了模具调整工的劳动强度。