左右横臂是轿车转向系中的一个重要零件，因其至关重要，要求该件必须采用模锻件调质处理后加工使用。锻造毛坯如图B.29所示，锻件重1.8kg，材料为40Cr。
B.5.1 锻造工艺分析
如图B.29所示，左右横臂是较复杂且锻造难度较大的双头弯轴类模锻件，两个头部用料较多，但易于成形，可以原坯料直接成形；中心不通孔Ⅱ-Ⅱ处用料较少，但连皮较薄，仅4mm厚，成形难度大，必须是高温一次成形，否则极易产生充不满、折叠等缺陷，另外由于此处金属流动剧烈，极易造成模具损坏；从Ⅰ-Ⅰ到Ⅱ-Ⅱ，杆部较细长但截面突变不大、形状简单，易于成形，可以采用拔长制坯后直接终锻成形。从Ⅱ-Ⅱ到Ⅲ-Ⅲ，该处杆部分虽较短，但杆部与头部的截面突变较大，如制坯不合理极易产生折叠，为便于工件成形和锻造操作，此处可采用毛坯压扁再经卡压制坯后终锻成形。考虑到工件轴线结构复杂，分模面为复杂的曲面，在调质处理后安排冷校正工序，并同时完成精压和校正。由于锻件在成形过程中，锥孔Ⅱ-Ⅱ处金属流动剧烈模具磨损严重，必然造成该处连皮厚度超差，如在锻造成形后就安排冲孔，必然造成精压之后孔ϕ17的减小和锥孔底部因冲孔飞边产生折叠等，为确保锻件的质量，特将冲孔工序安排在精压之后完成。经分析研究制定出如下工艺流程：下料→加热（中频感应）→模锻（2t模锻锤）→切边（250t切边机）→正火→调质→冷校正、精压（160t摩擦压力机）→冲孔（100t压力机）。
图B.29 轿车左右横臂的锻造毛坯
B.5.2 模锻工步及其型腔设计
根据图B.29计算并绘制出计算坯料图，锻件毛坯重2.3kg，毛坯尺寸ϕ45mm×185mm。因Ⅱ-Ⅱ成形难度大，易产生折叠、充不满等缺陷，此处采用坯料压扁后直接成形；从Ⅰ-Ⅰ到Ⅱ-Ⅱ，这部分细而长，截面形状简单，易成形，采用拔长制坯。考虑到工件轴线复杂，分模面为复杂的曲面，为简化模具结构，两处的压扁工步，可用拔长型腔的拔长坎来进行，即在距坯料端部约40mm处不翻转连续送进单向拔长，然后在距离端部约130mm处翻转90°进行拔长。由于工件杆部变形较大，考虑到拔长坎兼作压扁台使用，在拔长型腔的设计中，拔长坎的长度取值稍大些，C=K3d，坯取K3=1.5，C=1.5×45=67.5mm，取C=65mm；拔长坎高度a=K1dmin=25mm，如图B.30所示。
图B.29 轿车左右横臂的锻造毛坯
B.5.2 模锻工步及其型腔设计
根据图B.29计算并绘制出计算坯料图，锻件毛坯重2.3kg，毛坯尺寸ϕ45mm×185mm。因Ⅱ-Ⅱ成形难度大，易产生折叠、充不满等缺陷，此处采用坯料压扁后直接成形；从Ⅰ-Ⅰ到Ⅱ-Ⅱ，这部分细而长，截面形状简单，易成形，采用拔长制坯。考虑到工件轴线复杂，分模面为复杂的曲面，为简化模具结构，两处的压扁工步，可用拔长型腔的拔长坎来进行，即在距坯料端部约40mm处不翻转连续送进单向拔长，然后在距离端部约130mm处翻转90°进行拔长。由于工件杆部变形较大，考虑到拔长坎兼作压扁台使用，在拔长型腔的设计中，拔长坎的长度取值稍大些，C=K3d，坯取K3=1.5，C=1.5×45=67.5mm，取C=65mm；拔长坎高度a=K1dmin=25mm，如图B.30所示。
图B.30 拔长坎的长宽
为使偏转的头部Ⅲ-Ⅲ处易于成形，在拔长之后再增设一卡压型腔，使坯料与工件外形基本趋于一致。由于分模面为曲面，导致卡压型腔的尾部上模部分深度大于下模部分，为避免在卡压时上模将坯料端部挤切而形成端面飞边，影响工件质量，将该处的上模型腔尾部倒成大斜角或大圆角，如图B.31所示。
图B.30 拔长坎的长宽
为使偏转的头部Ⅲ-Ⅲ处易于成形，在拔长之后再增设一卡压型腔，使坯料与工件外形基本趋于一致。由于分模面为曲面，导致卡压型腔的尾部上模部分深度大于下模部分，为避免在卡压时上模将坯料端部挤切而形成端面飞边，影响工件质量，将该处的上模型腔尾部倒成大斜角或大圆角，如图B.31所示。
图B.31 压型腔的结构示意
为使坯料在卡压之后理想成形，终锻型腔除按一般的设计程序设计外，还需再做一些必要的修改。在Ⅱ-Ⅱϕ30不通孔处坯料较多、飞边较大，应将该处的飞边槽深度略加深，结构如图B.32所示；在Ⅱ-Ⅱ到Ⅲ-Ⅲ之间的R5处因下模型腔深度大于上模型腔，此处坯料流动剧烈，飞边槽型腔结构修正如图B.33所示。为减小锻件的错模量，减轻设备的偏击负荷，终锻型腔与锻模中心的偏移量应尽量减小，最好是重合，为确保锻件精度和平衡分模面为曲面状而产生的水平分力，在锻模后侧增设两个锁扣。
图B.31 压型腔的结构示意(www.xing528.com)
为使坯料在卡压之后理想成形，终锻型腔除按一般的设计程序设计外，还需再做一些必要的修改。在Ⅱ-Ⅱϕ30不通孔处坯料较多、飞边较大，应将该处的飞边槽深度略加深，结构如图B.32所示；在Ⅱ-Ⅱ到Ⅲ-Ⅲ之间的R5处因下模型腔深度大于上模型腔，此处坯料流动剧烈，飞边槽型腔结构修正如图B.33所示。为减小锻件的错模量，减轻设备的偏击负荷，终锻型腔与锻模中心的偏移量应尽量减小，最好是重合，为确保锻件精度和平衡分模面为曲面状而产生的水平分力，在锻模后侧增设两个锁扣。
图B.32 型腔的结构示意
图B.32 型腔的结构示意
图B.33 飞边槽型腔结构修正
B.5.3 校正、精压工序型腔的设计
考虑到锤上模锻时厚度尺寸波动较大，在校正精压模设计时，型腔各部分深度尺寸取名义尺寸，公差取负差；为确保工件在精压后便于出模，工件与型腔的水平间隙取0.8～2mm，在Ⅱ-Ⅱ中心不通孔ϕ30锥孔处，模锻过程中该处金属流动剧烈，模具磨损较大，为确保连皮厚度尺寸4mm，特将此处精压型腔设计如图B.34所示，以便于该处的金属在受到精压力的作用后，金属向中心内凹处流动，从而确保连皮厚度4mm尺寸。
图B.33 飞边槽型腔结构修正
B.5.3 校正、精压工序型腔的设计
考虑到锤上模锻时厚度尺寸波动较大，在校正精压模设计时，型腔各部分深度尺寸取名义尺寸，公差取负差；为确保工件在精压后便于出模，工件与型腔的水平间隙取0.8～2mm，在Ⅱ-Ⅱ中心不通孔ϕ30锥孔处，模锻过程中该处金属流动剧烈，模具磨损较大，为确保连皮厚度尺寸4mm，特将此处精压型腔设计如图B.34所示，以便于该处的金属在受到精压力的作用后，金属向中心内凹处流动，从而确保连皮厚度4mm尺寸。
图B.34 精压型腔设计
B.5.4 使用效果
经生产使用效果较好，达到了预期目的，锻件各部分成形较好，无充不满、折叠等缺陷，残留飞边较小，整体均匀，经力学性能检测和加工使用，锻件符合客户要求，能够满足产品的各项要求。
图B.34 精压型腔设计
B.5.4 使用效果
经生产使用效果较好，达到了预期目的，锻件各部分成形较好，无充不满、折叠等缺陷，残留飞边较小，整体均匀，经力学性能检测和加工使用，锻件符合客户要求，能够满足产品的各项要求。
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