重卡花鍵轂鐓鍛成形數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化研究.pdf

1、花鍵轂又稱作滑動套，是重型卡車傳動軸總成中連接萬向節(jié)叉和軸叉的重要零部件，承受著復(fù)雜的交變應(yīng)力，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響汽車行駛安全性?；ㄦI轂傳統(tǒng)閉式鐓鍛工藝成形質(zhì)量差、模具壽命低，難以滿足重卡市場的發(fā)展需求。本文主要從花鍵轂的模具優(yōu)化設(shè)計(jì)、成形數(shù)值模擬、工藝參數(shù)影響及優(yōu)化方面對花鍵轂的鐓鍛工藝進(jìn)行了研究。
　　本文通過對花鍵轂鐓鍛工藝進(jìn)行分析，提出了三種開式鐓鍛模具的成形方案。通過Creo軟件建立了花鍵轂開式鐓鍛的三維模型，采用有限元

2、模擬仿真技術(shù)，分別對其中兩種可分式凹模結(jié)構(gòu)的模具方案進(jìn)行有限元模擬，獲得了成形過程中的等效應(yīng)力、等效應(yīng)變、鍛件損傷和成形載荷等重要參數(shù)，并對比分析了兩種可分式凹模結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了分模面距離前端面5mm位置的可分式凹模鑲塊模具結(jié)構(gòu)。
　　在確定模具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，為降低鍛件成形載荷，獲得較好的成形質(zhì)量，在模擬過程中依次改變各工藝參數(shù)，分析研究了不同工藝參數(shù)對成形質(zhì)量的影響規(guī)律:隨著坯料初始溫度的升高，鍛件成形載荷明顯降低，鍛件等效

3、應(yīng)力、等效應(yīng)變和鍛件損傷最大值先減小后增大，但等效應(yīng)力分布越均勻，變形均勻性增強(qiáng);且坯料初始溫度在1200℃時，鍛件端部出現(xiàn)折疊現(xiàn)象;隨著模具預(yù)熱溫度的升高，鍛件成形載荷變化不明顯，但成形載荷最大值逐漸降低，鍛件等效應(yīng)力、等效應(yīng)變和鍛件損傷最大值逐漸減小;隨著摩擦系數(shù)的增大，成形載荷在鐓鍛后期明顯變化且最大值逐漸增大，鍛件等效應(yīng)力、等效應(yīng)變和鍛件損傷最大值均逐漸增大。通過正交試驗(yàn)極差分析得到各工藝參數(shù)對鍛件損傷的影響程度依次是摩擦系數(shù)、

4、坯料初始溫度和模具預(yù)熱溫度;對鍛件成形載荷的影響程度依次是坯料初始溫度、摩擦系數(shù)和模具預(yù)熱溫度;對多目標(biāo)進(jìn)行線性加權(quán)分析，得到了成形質(zhì)量較好的工藝參數(shù)組合。
　　最后，對最佳模具結(jié)構(gòu)和最優(yōu)工藝參數(shù)組合進(jìn)行生產(chǎn)驗(yàn)證，結(jié)果表明:分模面距離前端面5mm位置的可分式凹模鑲塊模具結(jié)構(gòu)能夠有效解決花鍵轂傳統(tǒng)鐓鍛工藝中存在的問題，最優(yōu)工藝參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果基本吻合，驗(yàn)證了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。工藝優(yōu)化后的花鍵轂鍛態(tài)晶粒明顯細(xì)化，且提高了模具的使