車輪鍛造過程數(shù)值模擬及鍛造模具CAD系統(tǒng).pdf

1、鐵路運輸一直在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位。近十年來，我國鐵路實現(xiàn)了跨越式大發(fā)展，在運營里程、列車運行速度和客貨運載量等方面均達到了世界領(lǐng)先水平?；疖囕喪氰F路運輸車輛的關(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:預成形及成形、軋制擴徑和壓彎沖孔。由于成形工藝復雜，火車輪模具設(shè)計周期長、工作

2、量大、設(shè)計成本居高不下，傳統(tǒng)的設(shè)計方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實生產(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)計效率，降低模具設(shè)計成本，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，并以馬鋼三線為例詳細介紹了火車輪成形過程以及各工序的成形特點和規(guī)律。
　　 通過對火車輪成形工藝的分析，本文建立了預成形、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、等效應力和等效應變分布以及載荷-行程曲線。同時，本研究在對預成形、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)計進行了優(yōu)化。
　　 在對火車輪成形工藝進行分析和研究的基礎(chǔ)上，本文根據(jù)火車輪成