車輪鍛造過程數(shù)值模擬及鍛造模具CAD系統(tǒng).pdf

1、鐵路運(yùn)輸一直在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位。近十年來，我國鐵路實(shí)現(xiàn)了跨越式大發(fā)展，在運(yùn)營里程、列車運(yùn)行速度和客貨運(yùn)載量等方面均達(dá)到了世界領(lǐng)先水平?；疖囕喪氰F路運(yùn)輸車輛的關(guān)鍵零件，隨著鐵路車輛數(shù)量的增加和速度的提高，我國對火車輪的產(chǎn)量和質(zhì)量也提出了更高的要求。
　　 “輾鋼法”是世界各車輪生產(chǎn)廠家廣泛采用的生產(chǎn)工藝，其成形過程分為三個主要步驟:預(yù)成形及成形、軋制擴(kuò)徑和壓彎沖孔。由于成形工藝復(fù)雜，火車輪模具設(shè)計(jì)周期長、工作

2、量大、設(shè)計(jì)成本居高不下，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的需要。因此，研究火車輪的成形工藝，提高車輪鍛造模具設(shè)計(jì)效率，降低模具設(shè)計(jì)成本，提高模具質(zhì)量，制造優(yōu)質(zhì)車輪，對我國鐵路工業(yè)和火車輪生產(chǎn)企業(yè)具有重要意義。
　　 本文首先介紹了國內(nèi)各生產(chǎn)企業(yè)的火車輪生產(chǎn)工藝，比較了各條生產(chǎn)線的優(yōu)勢和缺點(diǎn)，并以馬鋼三線為例詳細(xì)介紹了火車輪成形過程以及各工序的成形特點(diǎn)和規(guī)律。
　　 通過對火車輪成形工藝的分析，本文建立了預(yù)成形、成形、壓

3、彎和沖孔工序的數(shù)值模擬模型，并利用DEFORM軟件對火車輪的成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了火車輪成形各工序的金屬流動規(guī)律、等效應(yīng)力和等效應(yīng)變分布以及載荷-行程曲線。同時(shí)，本研究在對預(yù)成形、成形過程中成形力和金屬充填情況分析的基礎(chǔ)上，找到了壓痕模的寬度、高度和圓角半徑以及預(yù)成形壓下量對成形過程的影響規(guī)律;而且通過對壓彎過程的數(shù)值模擬，對S形輻板的坯形設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　 在對火車輪成形工藝進(jìn)行分析和研究的基礎(chǔ)上，本文根據(jù)火車輪成