汽车半轴锻造成形工艺设计

发布时间：2019-09-07 18:39

【摘要】：针对半轴法兰盘摆辗成形工艺中存在的分模面飞边、盘部厚薄不均、产生纵向飞边等问题,拟采用液压机闭式模锻工艺成形半轴法兰盘。通过有限元软件对闭式模锻工艺进行了数值模拟分析,根据充填效果、终锻温度场、行程载荷、等效应变和等效应力的分布,验证了成形工艺的正确性并优化了模具结构。在液压机上成功试制出半轴锻件,工艺试验结果与模拟结果吻合,成形产品尺寸精度高,质量可靠,满足设计要求。与原有工艺相比,存在的问题基本消除,产品一致性好,免去了粗车加工。
【图文】：

564mm;体积约为1167cm3，质量约为9.14kg。图1某汽车半轴锻件(a)平面图(b)三维图Fig.1Forgingofanautomobilehalf-axle(a)Planegraph(b)Three-dimensionaldiagram原有工艺为摆辗机摆辗成形，工艺流程为:毛图2原有工艺模具及产品(a)摆辗下模(b)分模面飞边(c)不平整(d)端面飞边Fig.2Moldsandproductsfororiginalprocess(a)Bottomdieofrotaryforming(b)Flashofpartingsurface(c)Out-of-flatness(d)Flashofendface坯棒料端局部加热液压机上镦粗预制坯二次加热摆辗终成形。该工艺的现状如下:如图2a所示，摆辗下模采用分块模具;如图2b所示，沿摆辗下模分模面形成飞边，飞边需要通过粗车加工去除，会加剧模具磨损;如图2c所示，法兰盘的上端面出现倾斜，造成上、下端面的圆不同心，为确保法兰成形饱满，该处单边余量一般取3～5mm;如图2d所示，法兰盘的上端面有大量飞边。此外，摆辗的局部成形造成应力不均，使得杆部产生跳动，影响杆部垂直度，需要进行热粗校。2工艺设计2.1工艺方案的确定根据半轴的结构和尺寸，确定局部镦粗成形法兰盘。根据等体积原则，计算得到法兰盘部分所需的毛坯尺寸为Φ45mm×162mm。考虑到中频加热损耗为1%左右，以及本工艺的特性———料多会导致法兰盘厚度增加而不会产生缺陷，所以，对下料精确度要求不高，取坯料变形长度为170mm。为了避免镦粗时产生压缩失稳，镦粗高径比应小于2.5～3。变形部分的坯料高径比为3.78，一道成形会导致失稳弯曲，因此，需要2道镦锻成形。半轴头部的成形工艺为:选用直径为Φ45mm的棒料，则所需棒料长度为750mm，局部加热的长度为170mm，局部镦锻至Φ60mm×100mm，然后终锻成形，如第12期陶善虎等:汽车半轴锻造成形工艺设计7

564mm;体积约为1167cm3，质量约为9.14kg。图1某汽车半轴锻件(a)平面图(b)三维图Fig.1Forgingofanautomobilehalf-axle(a)Planegraph(b)Three-dimensionaldiagram原有工艺为摆辗机摆辗成形，工艺流程为:毛图2原有工艺模具及产品(a)摆辗下模(b)分模面飞边(c)不平整(d)端面飞边Fig.2Moldsandproductsfororiginalprocess(a)Bottomdieofrotaryforming(b)Flashofpartingsurface(c)Out-of-flatness(d)Flashofendface坯棒料端局部加热液压机上镦粗预制坯二次加热摆辗终成形。该工艺的现状如下:如图2a所示，摆辗下模采用分块模具;如图2b所示，沿摆辗下模分模面形成飞边，飞边需要通过粗车加工去除，会加剧模具磨损;如图2c所示，法兰盘的上端面出现倾斜，造成上、下端面的圆不同心，为确保法兰成形饱满，该处单边余量一般取3～5mm;如图2d所示，法兰盘的上端面有大量飞边。此外，摆辗的局部成形造成应力不均，使得杆部产生跳动，影响杆部垂直度，需要进行热粗校。2工艺设计2.1工艺方案的确定根据半轴的结构和尺寸，确定局部镦粗成形法兰盘。根据等体积原则，计算得到法兰盘部分所需的毛坯尺寸为Φ45mm×162mm。考虑到中频加热损耗为1%左右，以及本工艺的特性———料多会导致法兰盘厚度增加而不会产生缺陷，所以，对下料精确度要求不高，取坯料变形长度为170mm。为了避免镦粗时产生压缩失稳，镦粗高径比应小于2.5～3。变形部分的坯料高径比为3.78，一道成形会导致失稳弯曲，因此，需要2道镦锻成形。半轴头部的成形工艺为:选用直径为Φ45mm的棒料，则所需棒料长度为750mm，局部加热的长度为170mm，局部镦锻至Φ60mm×100mm，，然后终锻成形，如第12期陶善虎等:汽车半轴锻造成形工艺设计7
【作者单位】： 安徽省合肥汽车锻件有限责任公司;合肥工业大学材料科学与工程学院;
【分类号】：TG316

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本文编号：2533188