鋁合金軸箱體鍛造成形工藝設(shè)計及優(yōu)化.pdf

1、鋁合金軸箱體作為高速鐵路列車轉(zhuǎn)向架上的重要部件之一，是安裝在車軸兩端軸徑上，用來將全部簧上載荷包括鉛垂方向的動載荷傳給車軸，將來自輪對的牽引力或制動力傳至構(gòu)架的重要結(jié)構(gòu)件。由于其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，鍛造過程不易控制，容易出現(xiàn)充填不滿、粗晶等缺陷，目前國內(nèi)無法完全自主對其進行生產(chǎn)制造。制定出能夠生產(chǎn)出成形良好、性能優(yōu)良的軸箱體鍛件的生產(chǎn)工藝，是打破鋁合金軸箱體依賴進口、降低高鐵生產(chǎn)制造成本的有效途徑。本文的研究內(nèi)容就是提出并優(yōu)化鋁合金軸箱體的鍛

2、造成形工藝。為提高工藝和模具設(shè)計的合理性，本文對軸箱體的結(jié)構(gòu)及成形過程中的難點進行了分析預(yù)判，確定了分模面和飛邊槽的形式，進而設(shè)計了合理的軸箱體鍛模。此外，本文針對因軸箱體形狀復(fù)雜引起的模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，提出了金屬堆焊的方案對模具結(jié)構(gòu)進行設(shè)計制造，大幅度降低模具的制造成本。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立軸箱體有限元模型，圍繞坯料形狀（三種形狀）、模具預(yù)熱溫度（300℃、350℃和400℃）、下壓方式（5mm/s、1mm/s和變

3、速壓制）和摩擦系數(shù)（0.12和0.3）等因素，設(shè)計了八種模擬參數(shù)組合方案進行數(shù)值模擬，通過對充填效果、成形載荷、等效應(yīng)變分布和模具應(yīng)力分布情況進行綜合比對分析，得出了最優(yōu)坯料形狀，并確定了模具預(yù)熱溫度400℃、采用變速壓制和0.3摩擦系數(shù)為最優(yōu)參數(shù)組合。⑵針對終鍛模擬確定的坯料形狀，提出了其制坯成形工藝。通過經(jīng)驗公式計算，確定了第一火兩件合下拔長、第二火單件拔長的工藝方案，并針對此工藝方案，圍繞始鍛溫度（350℃和400℃）和砧寬比（0