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摘要：汽车半轴是车轮转动的直接驱动件，是传递扭矩的一个重要零件。摆辗是一种锻压工艺，此工艺在实际的运用过程汇总具有精度高、省力等优点，因此被用作加工多种类型的成型工艺。汽车半轴作为一个重要的零件，其加工成型质量和生产效率的要求较高，采用摆辗锻压工艺能够满足其生产要求。在汽车半轴摆辗锻压工艺中最主要的是要拥有寿命较高的摆辗模。摆辗模的寿命不断会影响到工艺的生产效率，还会影响到产品的加工成本。下面我们将针对汽车半轴摆辗模寿命问题，先探讨了影响其寿命的原因，在对此提出几点提高其寿命的途径。
关键词：汽车半轴;摆辗模;寿命;途径
汽车半轴是用来推动汽车前行和倒退的重要零件，特别是在汽车启动或是上坡行驶中需要很大的扭矩以实现汽车的前行。汽车半轴在实际的运行当中要承受冲击、弯曲疲劳载荷以及扭力的作用，因此對汽车半轴的质量提出了高抗弯、抗剪强度和较好韧性的要求。传统的汽车半轴锻造工艺相对落后，生产的产品质量较差、效率较低，无法满足市场需求。半轴摆辗工艺作为一种新锻压工艺，具有加工精度高、省力、效率高等优点，被应用于各种零件加工。摆辗锻压工艺中摆辗模是最关键的加工零件，其寿命是该工艺的关键条件，下文我们将对影响摆辗模寿命的因素进行分析，并提出几点提高其寿命的途径。
1.摆辗工艺和其特点
摆辗机工作时是利用一个圆锥上模绕中心做迅速滚动实现对毛坯端局部加压，使其成型的一个过程。做摆动碾压动作时采用的是局部接触进行顺序加压的工序，因此在摆辗模与毛坯的接触面积较小，而毛坯所承受的单位压力也很小。零件的摆辗加工工艺具有以下几个加工特点：第一，摆辗时毛坯是经过局部顺序受压的方式，相对于传统的整体锻造变形具有省力的特点，因此可以采用摆辗机来加工需要大能力加工的零件。第二，利用摆辗加工零件时，零件的变形均匀，质量高，零件尺寸较精准，具有省料省能的特点。第三，该锻压工艺的生产效率高，因此可用于半机械化和机械化操作。第四，因为零件毛坯是局部受力，所以在实际的操作过程中表现出无冲击、噪音小、工作条件好的优点。
2.影响摆辗模寿命的因素
汽车半轴的毛坯首先是经过镦挤预成形后，再使用摆辗机对其进行摆辗成型。摆辗在使用中会出现裂纹、变形、塌陷，以此降低锻件的质量，甚至报废，进而影响到零件的加工进度。影响摆辗模寿命的因素主要有以下几个方面：
2.1摆辗模的受力因素。摆辗模在运行时是一个圆锥上模绕中心做迅速滚动施压的过程，模具与滚压中心之间具有一定的摆角，因此摆辗模会受到压应力、交变剪应力和拉应力的共同作用，当模具的实际工作应以超出模具的承受强度时，模具本身就会出现裂纹或是变形现象。
2.2高温因素。在加工汽车半轴时，为了保证产品的质量和工作效率通常采用热摆辗工艺，热摆辗工艺是将零件毛坯加热到1100℃～1150℃ 的范围内，然后将摆辗模置于750℃的高温中完成摆辗工作。摆辗工艺和锤压模锻工艺相比，毛坯在模具中停留较长的时间，与高温零件接触后进行高压滚动使其成型的一个过程，在此过程中模具通过与高温毛坯件的接触，模具本身的温度也会随之急剧上升，并在模具表现形成较大的热应力，当此热应力超过模具所能承受的强度时，便会产生模具开裂现象。在模具温度上高的同时其硬度会下降，进而产生变形和塌陷现象。
3.提高汽车半轴摆辗模寿命的途径
3.1在模具设计制造过程中提高摆辗模的寿命。
3.1.1在设计过程中要将摆辗模的工作部位，即凸模的角度与模具摆头的摆角度数保持一致。摆辗模凸模高度的设计起点设置在设计摆头部分时所使用的摆轴轴线和传动轴轴线的交会点。摆辗模凸模的高度起点和凸模部位的确定应根据半轴顶部的形状来定。例如，汽车半轴的盘顶为鼓形时，凸模高度的起点便是凸模底点的中心，若是其他形状，凸模高度的起点便是凸模顶点的中心。
3.1.2摆辗模型腔的设计。在设计摆辗模的型腔结构时尽可能不采用直角或尖棱，在型腔内的凸凹部分和拐角部分要采用圆弧过渡的形式来减少模具各部件接触时所产生的摩擦强度，提高模具的使用寿命。
3.1.3材料的选择。为提高摆辗模的使用寿命，在制造时应选用新型的、高质量且适应摆辗所用的材料，例如难熔的金属陶瓷材料。
3.1.4组合模的选用。在设置制造摆辗模时，结合实际的汽车半轴加工情况，选用不同材质的镶块组合模形式，采用镶块组合模形式，对于模具容易损坏的部分我们采用耐高温且高强度的材料，当模具发生损坏时，只需更换局部镶块模具。这样的选择不但能够提高摆辗模的使用寿命，还具有节约材料的作用。
3.2对半轴摆辗模采取正确的维护措施。模具的正确维护是提高模具使用寿命的一项重要措施。
3.2.1模具预热。模具使用前，需要对其进行预热处理，摆辗模的预热温度通常在150℃～200℃之间。需要注意的是预热时控制好模具的预热温度。
3.2.2冷却方式的确定。模具工作过程中会产生较高的热量，因此在其工作时应对模具采取冷却设置。针对摆辗模其冷却装置的正确设置为，模具的摆头部分采用内部冷却的方法，而模具的外部采用喷水冷却的方式，需要注意的是，冷却过程中冷却水的喷洒要均匀。
3.2.3合理设置模具的使用节拍和模具成型压力和滑块延时事件。在调整的过程中将滑块的中心线与传动轴的轴线处于同心的位置，而凸模的高度起点设置在模的中心线上，以保证摆辗工作在同一中心线上进行。
4.结束语
汽车半轴是汽车的重要零件，它在汽车的启动行走中起着重要的作用，因此必须保证汽车半轴产品的质量。摆辗锻压工艺能够生产出高质量、高效率的半轴产品。但是摆辗模在使用过程中由于受到多种力的作用和加工毛坯的高温作用，导致模具开裂、变形和塌陷，降低模具的使用寿命。为此，我们在设计摆辗模时应采用组合模的方式，合理设置凸模的角度和高度起点，并对摆辗模实施正确的维护，以提高摆辗模的使用寿命。
参考文献：
[1]李莹，刘高远，张立新. 某汽车车轮半轴断裂失效分析[J]. 失效分析与预防. 2007（02）.
[2] 李哲军，冯世平. 提高汽车半轴摆辗模寿命的途径[J]. 汽车与配件，1994（01）.
[3]李和平，袁昕. 汽车半轴摆辗新工艺及模具寿命研究[J].锻压技术，2007（02）.
第一作者简介：
韩传怀（1968.8-），男，汉，目前职称：中级，最高学历：大专，主要研究方向：机械设计与制造
关键词：汽车半轴;摆辗模;寿命;途径
汽车半轴是用来推动汽车前行和倒退的重要零件，特别是在汽车启动或是上坡行驶中需要很大的扭矩以实现汽车的前行。汽车半轴在实际的运行当中要承受冲击、弯曲疲劳载荷以及扭力的作用，因此對汽车半轴的质量提出了高抗弯、抗剪强度和较好韧性的要求。传统的汽车半轴锻造工艺相对落后，生产的产品质量较差、效率较低，无法满足市场需求。半轴摆辗工艺作为一种新锻压工艺，具有加工精度高、省力、效率高等优点，被应用于各种零件加工。摆辗锻压工艺中摆辗模是最关键的加工零件，其寿命是该工艺的关键条件，下文我们将对影响摆辗模寿命的因素进行分析，并提出几点提高其寿命的途径。
1.摆辗工艺和其特点
摆辗机工作时是利用一个圆锥上模绕中心做迅速滚动实现对毛坯端局部加压，使其成型的一个过程。做摆动碾压动作时采用的是局部接触进行顺序加压的工序，因此在摆辗模与毛坯的接触面积较小，而毛坯所承受的单位压力也很小。零件的摆辗加工工艺具有以下几个加工特点：第一，摆辗时毛坯是经过局部顺序受压的方式，相对于传统的整体锻造变形具有省力的特点，因此可以采用摆辗机来加工需要大能力加工的零件。第二，利用摆辗加工零件时，零件的变形均匀，质量高，零件尺寸较精准，具有省料省能的特点。第三，该锻压工艺的生产效率高，因此可用于半机械化和机械化操作。第四，因为零件毛坯是局部受力，所以在实际的操作过程中表现出无冲击、噪音小、工作条件好的优点。
2.影响摆辗模寿命的因素
汽车半轴的毛坯首先是经过镦挤预成形后，再使用摆辗机对其进行摆辗成型。摆辗在使用中会出现裂纹、变形、塌陷，以此降低锻件的质量，甚至报废，进而影响到零件的加工进度。影响摆辗模寿命的因素主要有以下几个方面：
2.1摆辗模的受力因素。摆辗模在运行时是一个圆锥上模绕中心做迅速滚动施压的过程，模具与滚压中心之间具有一定的摆角，因此摆辗模会受到压应力、交变剪应力和拉应力的共同作用，当模具的实际工作应以超出模具的承受强度时，模具本身就会出现裂纹或是变形现象。
2.2高温因素。在加工汽车半轴时，为了保证产品的质量和工作效率通常采用热摆辗工艺，热摆辗工艺是将零件毛坯加热到1100℃～1150℃ 的范围内，然后将摆辗模置于750℃的高温中完成摆辗工作。摆辗工艺和锤压模锻工艺相比，毛坯在模具中停留较长的时间，与高温零件接触后进行高压滚动使其成型的一个过程，在此过程中模具通过与高温毛坯件的接触，模具本身的温度也会随之急剧上升，并在模具表现形成较大的热应力，当此热应力超过模具所能承受的强度时，便会产生模具开裂现象。在模具温度上高的同时其硬度会下降，进而产生变形和塌陷现象。
3.提高汽车半轴摆辗模寿命的途径
3.1在模具设计制造过程中提高摆辗模的寿命。
3.1.1在设计过程中要将摆辗模的工作部位，即凸模的角度与模具摆头的摆角度数保持一致。摆辗模凸模高度的设计起点设置在设计摆头部分时所使用的摆轴轴线和传动轴轴线的交会点。摆辗模凸模的高度起点和凸模部位的确定应根据半轴顶部的形状来定。例如，汽车半轴的盘顶为鼓形时，凸模高度的起点便是凸模底点的中心，若是其他形状，凸模高度的起点便是凸模顶点的中心。
3.1.2摆辗模型腔的设计。在设计摆辗模的型腔结构时尽可能不采用直角或尖棱，在型腔内的凸凹部分和拐角部分要采用圆弧过渡的形式来减少模具各部件接触时所产生的摩擦强度，提高模具的使用寿命。
3.1.3材料的选择。为提高摆辗模的使用寿命，在制造时应选用新型的、高质量且适应摆辗所用的材料，例如难熔的金属陶瓷材料。
3.1.4组合模的选用。在设置制造摆辗模时，结合实际的汽车半轴加工情况，选用不同材质的镶块组合模形式，采用镶块组合模形式，对于模具容易损坏的部分我们采用耐高温且高强度的材料，当模具发生损坏时，只需更换局部镶块模具。这样的选择不但能够提高摆辗模的使用寿命，还具有节约材料的作用。
3.2对半轴摆辗模采取正确的维护措施。模具的正确维护是提高模具使用寿命的一项重要措施。
3.2.1模具预热。模具使用前，需要对其进行预热处理，摆辗模的预热温度通常在150℃～200℃之间。需要注意的是预热时控制好模具的预热温度。
3.2.2冷却方式的确定。模具工作过程中会产生较高的热量，因此在其工作时应对模具采取冷却设置。针对摆辗模其冷却装置的正确设置为，模具的摆头部分采用内部冷却的方法，而模具的外部采用喷水冷却的方式，需要注意的是，冷却过程中冷却水的喷洒要均匀。
3.2.3合理设置模具的使用节拍和模具成型压力和滑块延时事件。在调整的过程中将滑块的中心线与传动轴的轴线处于同心的位置，而凸模的高度起点设置在模的中心线上，以保证摆辗工作在同一中心线上进行。
4.结束语
汽车半轴是汽车的重要零件，它在汽车的启动行走中起着重要的作用，因此必须保证汽车半轴产品的质量。摆辗锻压工艺能够生产出高质量、高效率的半轴产品。但是摆辗模在使用过程中由于受到多种力的作用和加工毛坯的高温作用，导致模具开裂、变形和塌陷，降低模具的使用寿命。为此，我们在设计摆辗模时应采用组合模的方式，合理设置凸模的角度和高度起点，并对摆辗模实施正确的维护，以提高摆辗模的使用寿命。
参考文献：
[1]李莹，刘高远，张立新. 某汽车车轮半轴断裂失效分析[J]. 失效分析与预防. 2007（02）.
[2] 李哲军，冯世平. 提高汽车半轴摆辗模寿命的途径[J]. 汽车与配件，1994（01）.
[3]李和平，袁昕. 汽车半轴摆辗新工艺及模具寿命研究[J].锻压技术，2007（02）.
第一作者简介：
韩传怀（1968.8-），男，汉，目前职称：中级，最高学历：大专，主要研究方向：机械设计与制造