非調(diào)質(zhì)鋼曲軸模鍛成形工藝研究.pdf

1、曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零部件之一,在模鍛生產(chǎn)中屬于典型的復(fù)雜難鍛件。隨著汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)向節(jié)能減耗、高性能、高效率的方向發(fā)展,車(chē)用曲軸鍛件也有了新的要求。在材料方面曲軸鍛件已普遍采用微合金非調(diào)質(zhì)鋼,不僅避免了鍛后調(diào)質(zhì)處理的缺陷也使得曲軸達(dá)到了較好的機(jī)械力學(xué)性能和良好的微觀(guān)組織。在模鍛工藝方面,由于曲軸動(dòng)平衡性能要求的提高,曲軸的外形越來(lái)越復(fù)雜。在模鍛成形時(shí)常面臨成形難度較大,成形質(zhì)量差(包括充形不滿(mǎn)、折疊、裂紋等),曲軸模鍛產(chǎn)生前試模次數(shù)多,模具

2、研制時(shí)間長(zhǎng),材料利用率低等問(wèn)題。如何改進(jìn)曲軸模鍛成形工藝、提高材料利用率以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能和降低生產(chǎn)成本是當(dāng)今汽車(chē)制造業(yè)關(guān)注和研究的重點(diǎn)。
　　本文對(duì)曲軸材料非調(diào)質(zhì)鋼、模鍛成形工藝和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀作了簡(jiǎn)要介紹,選擇某空間分模曲線(xiàn)三拐六平衡塊車(chē)用曲軸作為研究對(duì)象,利用Gleeble熱模擬試驗(yàn)實(shí)測(cè)了曲軸材料的流變應(yīng)力,建立了該材料的高溫流動(dòng)應(yīng)力模型,為后續(xù)有限元模擬分析奠定材料屬性基礎(chǔ),運(yùn)用三維造型軟件UG對(duì)曲軸預(yù)、終鍛件及模具進(jìn)

3、行經(jīng)驗(yàn)性設(shè)計(jì),利用DEFORM-3D軟件對(duì)曲軸的成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,全面分析了兩種飛邊槽、預(yù)鍛件連皮形狀和尺寸以及阻力墻式飛邊槽參數(shù)對(duì)曲軸模鍛成形過(guò)程中模具型腔充填情況、鍛件應(yīng)力應(yīng)變分布、設(shè)備行程載荷和金屬流動(dòng)情況的影響。通過(guò)有限元模擬分析,優(yōu)化了預(yù)鍛件的連皮結(jié)構(gòu)和尺寸、阻力墻參數(shù)以及坯料尺寸,消除成形缺陷、提高材料利用率的目的。
　　本課題將非調(diào)質(zhì)鋼的物理試驗(yàn)、曲軸模鍛工藝、有限元數(shù)值模擬仿真技術(shù)相結(jié)合,以提高曲軸鍛件的成形質(zhì)