鎂合金輪轂擴(kuò)-收擠壓近均勻成形技術(shù)研究.pdf

1、隨著自然資源匱乏和環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格,輕量化成為汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。鎂合金是裝備輕量化的最佳用材,在汽車上應(yīng)用既可提高舒適性和安全性,又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。輪轂作為汽車的重要部件,綜合力學(xué)性能要求高,然而鎂合金輪轂疲勞性能差難以滿足要求成為制約其應(yīng)用的瓶頸。因此,如何提高鎂合金輪轂抗疲勞性能成為塑性加工工藝研究面臨的重要課題。
　　本文利用有限元數(shù)值模擬方法與成形試驗(yàn)對鎂合金汽車輪轂的擠壓成形工藝進(jìn)行了研究。開展了如下主要工作:<

2、br>　　(1)通過對汽車輪轂零件結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析,結(jié)合變形特性,提出鎂合金輪轂擴(kuò)-收擠壓成形工藝,并從理論上分析了其金屬變形過程,結(jié)果表明:采用擴(kuò)-收擠壓可以明顯的去除難變形區(qū),即高應(yīng)力區(qū),擠壓所需應(yīng)力降低,整體變形更為均勻。
　　(2)利用有限元模擬軟件simufact對鎂合金輪轂傳統(tǒng)成形工藝和擴(kuò)-收擠壓成形新工藝進(jìn)行進(jìn)行了數(shù)字仿真,研究了兩種工藝下的金屬流動(dòng),應(yīng)力、應(yīng)變和金屬流線分布規(guī)律,結(jié)果表明:擴(kuò)-收擠壓工藝可以明顯提升

3、輪輻處的等效應(yīng)變,變形均勻性較好;傳統(tǒng)工藝在輪輻部位金屬流線彎曲,直臂部分有少量流線露頭,而采用擴(kuò)-收擠壓工藝工件金屬流線基本沿輪轂的外形輪廓分布,流線形態(tài)較好,可滿足輪轂對流線的要求。
　　(3)利用simufact模擬軟件對擴(kuò)-收擠壓成形下不同工藝參數(shù)和坯料尺寸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬,研究了擠壓工藝參數(shù)和坯料尺寸對坯料成形時(shí)變形均勻性和金屬流線分布的影響規(guī)律,研究結(jié)果表明:(a)模具溫度提高,擠壓件整體溫度及溫度分布均勻性提高、流變應(yīng)

4、力和成形載荷降低、工件變形均勻性改善,對提高擠壓件質(zhì)量有利,采用等溫?cái)D壓時(shí),工件變形均勻性較好;(b)速度增大時(shí),擠壓件整體溫度和分布不均勻度增加,等效應(yīng)力上升較為明顯;(c)提高摩擦系數(shù),可以減少流線露頭缺陷,改善擠壓件流線形態(tài),但使擠壓件等效應(yīng)變分布不均勻性上升;(d)坯料結(jié)構(gòu)對擠壓件變形均勻性和金屬流線有一定影響,內(nèi)徑200mm時(shí)的空心坯料尺寸成形時(shí)變形均勻性和金屬流線分布較好。
　　(4)對鎂合金輪轂擴(kuò)-收擠壓成形工藝進(jìn)行