偏心螺栓多工步冷鍛過程數(shù)值仿真研究.pdf

1、偏心螺栓作為一種汽車緊固件，有調(diào)節(jié)輪胎傾角保持汽車平衡行駛的作用。在制作工藝上，偏心螺栓一般采用冷鍛的方法進(jìn)行鍛造，又其形狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜特點(diǎn)，以及材料的硬性考慮，需要多工步鍛造成形，即鍛造出多個(gè)預(yù)成形，但是經(jīng)過一系列的鍛造過程有可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，如金屬流動(dòng)性差，斷裂、表面高溫氧化，潤(rùn)滑失效等，因此，冷鍛工藝設(shè)計(jì)和鍛造過程中的溫度對(duì)偏心螺栓的成形質(zhì)量起決定作用。
　　為了使一規(guī)格的AISI4140鋼偏心螺栓的鍛造精度達(dá)到預(yù)期的

2、效果，對(duì)其冷鍛工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)，冷鍛加工過程總共分為五個(gè)工步，并利用剛塑性有限元法對(duì)該偏心螺栓的整個(gè)鍛造過程進(jìn)行了數(shù)值仿真，仿真數(shù)據(jù)提供了偏心螺栓的成形規(guī)律，進(jìn)而也給模具的重新設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，最后，通過仿真件與實(shí)驗(yàn)樣件的比較，證明了此工藝設(shè)計(jì)方法的正確性。
　　然后，還利用熱力耦合有限元方法計(jì)算了該偏心螺栓在多工步冷鍛造過程中的實(shí)際溫度情況。首先根據(jù)工廠的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定了該仿真材料的機(jī)械能轉(zhuǎn)化熱能的系數(shù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)冷鍛過程的溫度

3、場(chǎng)做了仿真預(yù)測(cè)，同時(shí)還分析了沖頭速度對(duì)實(shí)際溫度、載荷的影響，最后，通過溫度測(cè)試實(shí)驗(yàn)證明了基于熱力耦合有限元法的數(shù)值仿真結(jié)果的計(jì)算精度。
　　通過數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)得出了以下結(jié)論：
　　1.各工步工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證金屬流線呈弧狀地朝著偏心方向流動(dòng)。
　　2.通過確定材料的機(jī)械能轉(zhuǎn)化熱能的系數(shù)，精確地計(jì)算得到了該偏心螺栓在多工步冷鍛過程中的溫度分布。
　　3.在一定的沖壓速度范圍內(nèi)，鍛件的溫度隨沖頭的速度呈線性增加，載荷