微車曲軸精密鍛造成形工藝及模具的研究.pdf

1、在汽車鍛件中，曲軸是最重要的鍛件之一。曲軸精密鍛造技術(shù)是微車曲軸鍛造成形工藝的重要發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于精密鍛造的微車曲軸，非調(diào)制鋼將逐漸替代其它原材料。曲軸鍛后只進(jìn)行可控冷卻，而不需要進(jìn)行熱處理，避免了熱處理變形，節(jié)約了能源消耗。精鍛后的曲軸只需少量加工就可直接使用，提高了生產(chǎn)效率及材料利用率，降低了生產(chǎn)成本，因此大大提高了曲軸的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 本文對(duì)曲軸的鍛造成形工藝和國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)現(xiàn)狀作了簡(jiǎn)要介紹，選擇平面四拐微車曲軸作為典型件，詳細(xì)

2、介紹了在曲軸模鍛工藝CAD與數(shù)值模擬CAE兩個(gè)領(lǐng)域的工作。 由于較復(fù)雜形狀的曲軸類鍛件鍛造工藝復(fù)雜，其可行性、穩(wěn)定性、成形質(zhì)量（含充滿成形、折疊、組織缺陷）、材料利用率以及如何降低載荷、提高模具使用壽命等，都是在制訂曲軸成形工藝所必須重點(diǎn)考慮的。本文在三維造型軟件Unigraphics(UG)的CAD平臺(tái)下進(jìn)行了133微車曲軸模鍛的工藝分析與模具設(shè)計(jì)。針對(duì)曲軸成形過(guò)程的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，利用有限元數(shù)值模擬軟件DEFORM3D對(duì)其

3、成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。通過(guò)數(shù)值模擬，優(yōu)化了預(yù)鍛件的連皮厚度、模具結(jié)構(gòu)和坯料尺寸，達(dá)到了優(yōu)化工藝參數(shù)、優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)、消除成形缺陷的目的。全面分析了曲軸鍛造成形過(guò)程中金屬的流動(dòng)規(guī)律、應(yīng)力應(yīng)變分布、溫度場(chǎng)分布和模具的溫度場(chǎng)分布、應(yīng)力場(chǎng)分布，隨后通過(guò)一系列模擬，分析了摩擦系數(shù)對(duì)鍛件填充情況、最大成形載荷、模具最高溫度的影響，以及摩擦系數(shù)、壓機(jī)速度、模具硬度對(duì)模具磨損量的影響，并通過(guò)多項(xiàng)式的最小二乘法擬合得到了它們之間的影響規(guī)律。最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的