轿车转向节成形新工艺研究

论文题目: 轿车转向节成形新工艺研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料加工工程

作者: 王丽丽

导师: 徐吉生,孙惠学

关键词: 转向节,精密预制坯,模锻,数值模拟,实验研究

文献来源: 燕山大学

发表年度: 2005

论文摘要: 转向节是轿车关键零件之一,为安全件,它既支撑车体重量,又传递转向力矩并承受前轮刹车制动力矩,因此对其机械性能和形状结构要求非常严格,制造难度大。如何采用高效、节能的方法生产出优质的轿车转向节零件,成为生产中亟待解决的问题。本文以复杂零件的精密成形为技术指导思想,根据挤压和模锻成形理论,针对轿车转向节零件的自身特点,提出轿车转向节零件的成形新工艺,即复合挤压精密预制坯→开式模锻→冲孔和切飞边。以 UG 和 DEFORMTM软件为工具,分别对复合挤压精密预制坯和开式模锻工序进行了三维热力耦合有限元分析,得到了成形过程中金属的流动规律,应力、应变、速度和温度场的分布情况以及行程——载荷曲线;考察了主要成形参数对金属流动和成形力的影响以及冲头速度对温度场的影响,并以此为根据确定了主要成形工艺参数。本文还进行了物理模拟实验研究,验证了数值模拟结果的正确性和该工艺的成形可行性。本工艺实现了金属坯料在热模锻压力机上两步成形,从而大大简化了轿车转向节零件的生产工艺,降低了生产成本,为轿车转向节零件的国产化提供了一条行之有效的途径,为类似的枝杈类零件的成形提供了借鉴。

论文目录:

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 课题的工程背景

1.2 国内外轿车转向节生产现状

1.3 国内外相关文献综述

1.4 课题来源、选题意义及主要研究内容

第2章轿车转向节成形新工艺的制定

2.1 引言

2.2 挤压成形技术的发展概况

2.3 热挤工艺中的几个主要问题

2.4 轿车转向节成形新工艺的制定

2.4.1 转向节的分类

2.4.2 轿车转向节锻件形状的设计

2.4.3 轿车转向节典型成形工艺介绍

2.4.4 轿车转向节成形新工艺方案的确定

2.5 本章小结

第3章挤压预制坯工序的数值模拟

3.1 引言

3.2 刚塑性有限元方法

3.2.1 刚塑性有限元法增量理论的广义变分原理

3.2.2 刚塑性有限元求解步骤

3.2.3 温度场有限元方法

3.2.4 刚塑性有限元分析软件 DEFORMTM

3.3 数值模拟系统的建立

3.4 预制坯件形状的确定

3.4.1 “计算毛坯图”的绘制

3.4.2 轿车转向节预制坯的确定

3.5 挤压预制坯数值模拟

3.5.1 挤压有限元模型描述

3.5.2 挤压变形过程分析

3.5.3 挤压成形过程中的速度、应力、应变及温度场

3.6 成形参数对挤压力的影响

3.6.1 始锻温度的影响

3.6.2 模具预热温度的影响

3.6.3 凸模工作速度的影响

3.6.4 摩擦条件的影响

3.7 本章小结

第4章终锻工序的数值模拟与实验研究

4.1 终锻有限元模型描述

4.2 终锻过程数值模拟

4.2.1 终锻变形过程分析

4.2.2 终锻成形过程中速度、应力、应变及温度场

4.3 飞边槽尺寸对终锻成形力的影响

4.4 阻力沟的设置对金属流动的影响

4.5 不同方案的比较

4.5.1 方案Ⅱ的提出

4.5.2 方案比较

4.6 成形实验研究

4.6.1 实验研究的目的

4.6.2 实验模具的设计

4.6.3 终锻工序的实验研究

4.7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

作者简介

发布时间: 2005-07-22

参考文献

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