整體式鋁合金轎車輪圈等溫鍛造成形技術(shù)研究.pdf

1、隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，無論是國家還是普通的消費者都對汽車的節(jié)能環(huán)保提出了越來越為嚴(yán)格的要求，而汽車輪圈作為汽車上的一個重要的行動部件，其質(zhì)量對于汽車的油耗有著重要的影響。鍛造鋁合金輪圈相對于傳統(tǒng)的鑄造鋁合金輪圈具有更為良好的機(jī)械使用性能，而且質(zhì)量要更輕，因此在近些年來，鍛造鋁合金輪圈越來越受到市場的青睞。但是傳統(tǒng)的輪圈鍛造工藝由于工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高等問題一直都沒有得到很好的發(fā)展。如何降低鍛造鋁合金輪圈的生產(chǎn)成本是其最急需

2、解決的問題，因此需要對原有的鍛造工藝進(jìn)行不斷的改進(jìn)。
　　本文在總結(jié)了傳統(tǒng)的鋁合金輪圈鍛造工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合轎車輪圈自身結(jié)構(gòu)特點，以復(fù)雜鍛件的精密成形和閉式模鍛鍛造成形原理為指導(dǎo)思想，提出了一種新的鋁合金輪圈鍛造工藝，即整體式鋁合金輪圈等溫鍛造成形工藝。在此基礎(chǔ)上，本文還利用DEFORM-3D有限元分析模擬軟件對鋁合金輪圈的等溫鍛造過程進(jìn)行了三維熱力耦合有限元分析，通過分析模擬結(jié)果獲得了鍛造成形過程中的等效應(yīng)力場、等效應(yīng)變場、速度

3、場和溫度場的分布規(guī)律以及整個過程的載荷—行程曲線，并且根據(jù)模擬軟件中的三維模型設(shè)計了鍛造模具和沖切連皮模具。為了了解不同的工藝參數(shù)對鍛件質(zhì)量和成形力的影響，本文設(shè)計了7組不同的模擬實驗對鍛造溫度（430℃、450℃、470℃）、摩擦系數(shù)（0.1、0.2、0.3）和變形速度（1mm/s、5mm/s、10mm/s）這三種工藝參數(shù)的影響進(jìn)行了研究和分析，為實際生產(chǎn)中設(shè)定工藝參數(shù)提供理論依據(jù)。
　　模擬結(jié)果表明：鋁合金能夠在低應(yīng)變速率的情

4、況下實現(xiàn)輪圈的等溫鍛造成形，鍛件成形后沒有折疊和過燒等鍛造缺陷，但是在模具的轉(zhuǎn)角處容易出現(xiàn)充不滿和排氣問題缺陷。鍛造溫度越高、摩擦系數(shù)越低和變形速度越小都能夠降低鍛件在鍛造成形時的成形力，但是在一定范圍內(nèi)，這幾種工藝參數(shù)的變化對于鍛件內(nèi)部的等效應(yīng)變分布情況影響不是很大，參數(shù)的變化主要是對最大和最小等效應(yīng)變有一定的影響。輪圈鍛件中的連皮厚度對于鍛件的成形也具有一定的影響，連皮結(jié)構(gòu)較厚的鍛件等效應(yīng)變分布更為均勻，鍛造時的成形力也更低。