載重汽車前軸模鍛毛坯的輥鍛成形工藝研究.pdf

1、載重汽車前軸是汽車上重要的承受載荷的部件，在使用時(shí)有較高的強(qiáng)度和剛度要求。因其形狀復(fù)雜、截面起伏大，難于直接鍛造成形，一般采用制坯輥鍛+成形模鍛的生產(chǎn)工藝，制坯輥鍛是成形模鍛的基礎(chǔ)，但是普通的制坯輥鍛只是起到簡單的分料作用，輥鍛后鍛件的成形質(zhì)量較低。
　　隨著輥鍛技術(shù)的發(fā)展，前軸成形的工藝也在不斷進(jìn)步，本論文在現(xiàn)有成形工藝的基礎(chǔ)上采用預(yù)成形輥鍛的方式制坯，經(jīng)過預(yù)成形輥鍛，前軸工字梁部位基本成形，安裝彈簧部位獲得較大的展寬，拳頭部位

2、輥成方形，整個(gè)鍛件達(dá)到模鍛毛坯的尺寸要求，然后通過彎曲和整體模鍛最終成形。預(yù)成形輥鍛在降低成形設(shè)備壓力的同時(shí)可以提高材料的利用效率，在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　預(yù)成形輥鍛成形工藝及模具型槽設(shè)計(jì)不僅對(duì)輥鍛成形載荷、模具壽命和鍛件質(zhì)量有重要的影響，而且對(duì)后續(xù)成形模鍛工序的模鍛力、鍛模壽命以及工件最終形狀也有直接的關(guān)系。本論文利用三道次的預(yù)成形輥鍛工藝生產(chǎn)用于模鍛成形的前軸毛坯，在進(jìn)行前軸模鍛毛坯和輥鍛模具設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)前軸鍛件

3、的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先確定了各道次輥鍛的鍛件圖和特殊截面，在此基礎(chǔ)上利用UG軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，設(shè)計(jì)出各道次輥鍛件模型；然后根據(jù)各特殊界面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行模具型腔的設(shè)計(jì)，得到用于輥鍛成形的模具，建立模擬模型；最后把輥鍛模擬模型導(dǎo)入 Deform-3D中，通過有限元模擬，得到各道次鍛件金屬的流動(dòng)情況、應(yīng)力應(yīng)變場變化規(guī)律和溫度場變化規(guī)律，通過對(duì)成形過程鍛件出現(xiàn)的問題的分析，對(duì)輥鍛成形模具進(jìn)行優(yōu)化，修改特殊部位型腔的結(jié)構(gòu)，最終得到符合尺寸要求的前軸

4、模鍛毛坯。
　　在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，利用正交試驗(yàn)對(duì)第三道次的成形工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，選取咬入角、輥鍛角速度、摩擦因子、初始溫度為設(shè)計(jì)變量，以最大成形載荷和最大展寬為優(yōu)化指標(biāo)，對(duì)前軸預(yù)成形輥鍛工藝參數(shù)進(jìn)行處理，得到了不同工藝參數(shù)對(duì)指標(biāo)的影響規(guī)律和顯著程度，利用綜合平衡法對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，得到一組最優(yōu)的參數(shù)組合，把最優(yōu)工藝參數(shù)組合代入 Deform-3D中通過數(shù)值模擬對(duì)此參數(shù)組合進(jìn)行驗(yàn)證，得到的結(jié)果與預(yù)期相符合，證明了理論和模擬方法的可行