铝合金车轮旋转辗锻工艺研究

发布时间：2019-09-07 17:09

【摘要】：作为汽车转动零部件,车轮是轻量化技术领域的重要研究对象。锻造铝合金车轮因其质量轻、强度高、综合力学性能好等优点,在美、日等发达国家得到了广泛的重视和应用。旋转辗锻工艺是一种针对大型客车、重型卡车以及高档轿车铝合金车轮连续局部成形的先进锻造工艺,本文对此进行了数值模拟与工艺试验研究。本文在Gleeble-3500热模拟实验机上进行单向热压缩实验,得到了6061铝合金的高温流变应力-应变曲线,为铝合金车轮旋转辗锻工艺的数值模拟提供了基础材料数据。分析得到了变形温度、应变速率对流变应力的影响规律:随着变形温度的升高,应变速率的降低,流变应力降低。基于Arrhenius方程,建立了6061铝合金的本构方程,得到其激活能Q值为163.4366k J/mol;基于动态材料模型热加工图理论,绘制了6061铝合金热加工图,确定了6061铝合金的热加工温度范围为420~450℃。对铝合金车轮旋转辗锻工艺参数进行数值模拟正交试验研究,得到坯料较合理的成形温度为450℃;基于剪切摩擦理论,对不同摩擦因子下旋转辗锻成形工艺进行数值模拟研究,得到0.4为成形过程中较合理的摩擦因子;对不同入模圆角半径进行成形工艺数值模拟研究,综合考虑轮坯过渡区域所允许的机加工量,得到入模圆角半径为60mm较为合理。为充分利用试验现场已有资源,提高产品生产效率,提出了优化方案,即:下料-镦粗-旋转辗锻。综合分析锻件成形质量及成形效率确定优化方案为最终锻造铝合金车轮工艺试验方案。通过对铝合金车轮旋转辗锻工艺的数值模拟和工艺试验结果对比,验证了本文数值模拟模型和工艺参数的正确性,为大型客车铝合金车轮旋转辗锻工艺的生产实践提供了理论指导。
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG319

【参考文献】