基于Forge的汽车空心EPS转向轴旋锻成形数值模拟及工艺优化
发布时间：2021-12-12 03:25
利用Forge软件对08钢汽车空心EPS转向轴旋锻成形进行了数值模拟,通过正文试验研究了锤头相对转角、下压量、进锤速度和坯料轴向进给量对关键部位成形过程的影响。获得了汽车空心EPS转向轴旋锻成形的较优工艺参数:锤头相对转角为18°,压下量为1 mm,进锤速度为5 mm/s,坯料轴向进给量为0.5 mm。最后以优化的参数进行了样品试制,结果表明该组工艺参数所生产出的样品性能优良。
【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(19)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
空心转向轴旋锻坯料、锻件和有限元模拟模型
正交试验方案及结果如表2所示，将得到的正交试验结果通过相关数据分析手段得到各因素水平的K值和极差R值，如图2所示。为了更直观地研究各因素水平，将所得到的K值绘制成因素与指标趋势图，通过这些图表数据可以分析出转向轴最优工艺。一方面，表3中列出了各个影响因素对每个质量指标的极差值R,R值代表的是各因素对每个质量指标影响的程度，R值越大代表该影响因素发生变化时会引起质量指标数据较大的波动，反之较小[13]。按照这个原理，可以判断出各影响因素的主次顺序，即：对于最大等效应力（σemax）各影响因素的主次顺序为A>B>C>D；对于折叠处数（n）各影响因素的主次顺序为B>A=C=D。另一方面，对于σemax和n来说都是K值越小越好，因此对于σemax最优工艺参数分别为为：A2、B2、C1、D1；对于n最优工艺参数分别为：A2\3、B2、C1\3、D1\3。综上所述，选择两组工艺参数的交集：A2、B2、C1、D1，故最优工艺方案为A2B2C1D1：锤头相对转角为18°，下压量为1mm，进锤速度为5mm/s，坯料轴向进给量为0.5 mm。在该最优工艺方案下进行了空心EPS转向轴全工序的模拟，其最终结果如图3所示，该结果表明转向轴的成形效果良好，无材料折叠等缺陷的出现，且轴锻件最大的等效应力值为1018MPa。经过查阅相关材料性能参数并结合正交试验的实验结果，锻件最大的等效应力值处于较低水平，低于材料开裂的应力值，所以锻件发生裂纹的倾向较小。
一方面，表3中列出了各个影响因素对每个质量指标的极差值R,R值代表的是各因素对每个质量指标影响的程度，R值越大代表该影响因素发生变化时会引起质量指标数据较大的波动，反之较小[13]。按照这个原理，可以判断出各影响因素的主次顺序，即：对于最大等效应力（σemax）各影响因素的主次顺序为A>B>C>D；对于折叠处数（n）各影响因素的主次顺序为B>A=C=D。另一方面，对于σemax和n来说都是K值越小越好，因此对于σemax最优工艺参数分别为为：A2、B2、C1、D1；对于n最优工艺参数分别为：A2\3、B2、C1\3、D1\3。综上所述，选择两组工艺参数的交集：A2、B2、C1、D1，故最优工艺方案为A2B2C1D1：锤头相对转角为18°，下压量为1mm，进锤速度为5mm/s，坯料轴向进给量为0.5 mm。在该最优工艺方案下进行了空心EPS转向轴全工序的模拟，其最终结果如图3所示，该结果表明转向轴的成形效果良好，无材料折叠等缺陷的出现，且轴锻件最大的等效应力值为1018MPa。经过查阅相关材料性能参数并结合正交试验的实验结果，锻件最大的等效应力值处于较低水平，低于材料开裂的应力值，所以锻件发生裂纹的倾向较小。3 验证试验
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车全空心半轴精密旋锻工艺的数值模拟[J]. 周志明,李林峰,刘兵,陈波,黄伟九,汪红川,罗荣,谷长巧,黄涛,叶广朋. 热加工工艺. 2017(23)
[2]旋转锻造成形技术研究现状[J]. 张琦,母东,靳凯强,张以升,马鹏举,刘勇. 锻压技术. 2015(01)
[3]汽车铝车身关键制造技术研究[J]. 李永兵,陈长年,郎利辉,谢晖,李落星,冯志军,李永兵. 汽车工艺与材料. 2013(03)
[4]身管冷径向锻造残余应力的模拟研究[J]. 刘力力,樊黎霞,徐诚. 兵工学报. 2012(11)
[5]同等刚度条件下空心轴与实心轴的设计比较[J]. 孙丽雪,王跃军,崔志刚,韩美香,郭太清. 新技术新工艺. 2011(11)
[6]径向锻造过程工件旋转振动分析[J]. 王志刚,樊黎霞. 锻压技术. 2011(02)
[7]汽车轻量化技术的发展现状及其实施途径[J]. 鲁春艳. 上海汽车. 2007(06)
[8]当前汽车节能途径概述[J]. 常方奎. 中国能源. 2007(05)
[9]汽车半轴成形技术研究现状及展望[J]. 赵静,束学道,胡正寰,王占华. 冶金设备. 2004(06)
[10]几种汽车半轴成形技术比较[J]. 赵静. 山东农机. 2004(09)
硕士论文
[1]高速铁路用空心车轴径向锻造工艺的模拟研究[D]. 李继光.太原科技大学 2007
本文编号：3535920
【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(19)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
空心转向轴旋锻坯料、锻件和有限元模拟模型
正交试验方案及结果如表2所示，将得到的正交试验结果通过相关数据分析手段得到各因素水平的K值和极差R值，如图2所示。为了更直观地研究各因素水平，将所得到的K值绘制成因素与指标趋势图，通过这些图表数据可以分析出转向轴最优工艺。一方面，表3中列出了各个影响因素对每个质量指标的极差值R,R值代表的是各因素对每个质量指标影响的程度，R值越大代表该影响因素发生变化时会引起质量指标数据较大的波动，反之较小[13]。按照这个原理，可以判断出各影响因素的主次顺序，即：对于最大等效应力（σemax）各影响因素的主次顺序为A>B>C>D；对于折叠处数（n）各影响因素的主次顺序为B>A=C=D。另一方面，对于σemax和n来说都是K值越小越好，因此对于σemax最优工艺参数分别为为：A2、B2、C1、D1；对于n最优工艺参数分别为：A2\3、B2、C1\3、D1\3。综上所述，选择两组工艺参数的交集：A2、B2、C1、D1，故最优工艺方案为A2B2C1D1：锤头相对转角为18°，下压量为1mm，进锤速度为5mm/s，坯料轴向进给量为0.5 mm。在该最优工艺方案下进行了空心EPS转向轴全工序的模拟，其最终结果如图3所示，该结果表明转向轴的成形效果良好，无材料折叠等缺陷的出现，且轴锻件最大的等效应力值为1018MPa。经过查阅相关材料性能参数并结合正交试验的实验结果，锻件最大的等效应力值处于较低水平，低于材料开裂的应力值，所以锻件发生裂纹的倾向较小。
一方面，表3中列出了各个影响因素对每个质量指标的极差值R,R值代表的是各因素对每个质量指标影响的程度，R值越大代表该影响因素发生变化时会引起质量指标数据较大的波动，反之较小[13]。按照这个原理，可以判断出各影响因素的主次顺序，即：对于最大等效应力（σemax）各影响因素的主次顺序为A>B>C>D；对于折叠处数（n）各影响因素的主次顺序为B>A=C=D。另一方面，对于σemax和n来说都是K值越小越好，因此对于σemax最优工艺参数分别为为：A2、B2、C1、D1；对于n最优工艺参数分别为：A2\3、B2、C1\3、D1\3。综上所述，选择两组工艺参数的交集：A2、B2、C1、D1，故最优工艺方案为A2B2C1D1：锤头相对转角为18°，下压量为1mm，进锤速度为5mm/s，坯料轴向进给量为0.5 mm。在该最优工艺方案下进行了空心EPS转向轴全工序的模拟，其最终结果如图3所示，该结果表明转向轴的成形效果良好，无材料折叠等缺陷的出现，且轴锻件最大的等效应力值为1018MPa。经过查阅相关材料性能参数并结合正交试验的实验结果，锻件最大的等效应力值处于较低水平，低于材料开裂的应力值，所以锻件发生裂纹的倾向较小。3 验证试验
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车全空心半轴精密旋锻工艺的数值模拟[J]. 周志明,李林峰,刘兵,陈波,黄伟九,汪红川,罗荣,谷长巧,黄涛,叶广朋. 热加工工艺. 2017(23)
[2]旋转锻造成形技术研究现状[J]. 张琦,母东,靳凯强,张以升,马鹏举,刘勇. 锻压技术. 2015(01)
[3]汽车铝车身关键制造技术研究[J]. 李永兵,陈长年,郎利辉,谢晖,李落星,冯志军,李永兵. 汽车工艺与材料. 2013(03)
[4]身管冷径向锻造残余应力的模拟研究[J]. 刘力力,樊黎霞,徐诚. 兵工学报. 2012(11)
[5]同等刚度条件下空心轴与实心轴的设计比较[J]. 孙丽雪,王跃军,崔志刚,韩美香,郭太清. 新技术新工艺. 2011(11)
[6]径向锻造过程工件旋转振动分析[J]. 王志刚,樊黎霞. 锻压技术. 2011(02)
[7]汽车轻量化技术的发展现状及其实施途径[J]. 鲁春艳. 上海汽车. 2007(06)
[8]当前汽车节能途径概述[J]. 常方奎. 中国能源. 2007(05)
[9]汽车半轴成形技术研究现状及展望[J]. 赵静,束学道,胡正寰,王占华. 冶金设备. 2004(06)
[10]几种汽车半轴成形技术比较[J]. 赵静. 山东农机. 2004(09)
硕士论文
[1]高速铁路用空心车轴径向锻造工艺的模拟研究[D]. 李继光.太原科技大学 2007
本文编号：3535920
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3535920.html
