汽车转向节锻模设计及制造的研究

论文摘要

随着我国经济的快速平稳增长,我国将逐渐走入汽车社会,迎来汽车消费大众化的时代。我国已经是世界上汽车产业发展潜力最大的地区之一,未来几年,中国汽车市场将成为全球汽车市场的主战场。转向节是汽车上的关键零件,它既支撑车体重量,又传递转向力矩和承受前轮刹车制动力矩,因此对其机械性能和外形结构要求严格,是汽车上的重要安全零件之一。该类锻件属于模锻件,研究该类锻件锻模的合理设计和制造工艺对我国汽车工业零部件产业的发展具有重要意义。本文以JN162重型汽车转向节锻件为研究对象,以PRO/E、SuperForge软件为基础,对该产品的锻造工艺流程进行了模拟分析,并对其热锻模的制造工艺进行了系统研究。论文详细介绍了有限元基本理论有限体积法及其求解过程,为建立数值模拟模型提供了理论依据；对所研究的转向节进行工艺分析,合理选择锻压设备,给出了转向节的锻造工艺流程,并介绍了转向节锻造主要成形模具的结构等内容；介绍了有限元技术基本理论-有限体积法及三维有限元模拟软件SuperForge,建立了汽车转向节挤压成形过程的三维有限元模型,并利用SuperForge软件对汽车转向节热模锻成形工艺进行系统分析,模拟研究其成形过程中的制坯、终锻过程,得到成形过程中金属的流动规律,以及等效应力、应变分布情况及行程—载荷曲线,做出了合理的模具设计；介绍了JN162锻模的制造工艺,对JN162挤压模的数控加工工艺、电火花加工工艺和热处理工艺分别进行了分析,选择合理的加工参数,制定出了合理的工艺流程；对比了数控加工和电火花加工的技术经济指标,分析了模具堆焊翻新的工艺,为转向节锻模制造提高效率和降低成本提供一条行之有效的途径。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 汽车转向节的作用和分类
• 1.3 转向节典型锻造工艺
• 1.4 热锻模制造技术
• 第2章 转向节锻造工艺和锻模设计
• 2.1 汽车转向节锻造工艺分析
• 2.1.1 热锻工艺需要注意的几个问题
• 2.1.2 JN162转向节的结构分析
• 2.1.3 转向节锻造工艺的分析
• 2.2 模具设计
• 2.2.1 挤压模具设计
• 2.2.2 终锻模具设计
• 2.3 本章小结
• 第3章 汽车转向节锻造过程有限元模拟和实验
• 3.1 有限元技术基本理论
• 3.1.1 有限体积法基本原理及方程
• 3.1.2 有限体积网格划分方法
• 3.1.3 方程离散方法
• 3.1.4 有限体积方程的求解方法
• 3.1.5 初始边界条件的施加
• 3.2 汽车转向节锻造过程有限元模拟应用现状
• 3.3 SUPERFORGE软件功能介绍
• 3.4 转向节锻造数值模拟模型的建立
• 3.4.1 JN162转向节造型
• 3.4.2 SuperForge锻造模拟过程的参数设置
• 3.4.3 模拟结果分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 JN162转向节锻模制造工艺分析
• 4.1 转向节锻模制造典型工艺流程
• 4.2 JN162转向节两种制造工艺流程及比较
• 4.2.1 电火花成形加工工艺
• 4.2.2 数控铣成形加工工艺
• 4.2.3 两种成形工艺的比较
• 4.3 JN162锻模数控加工工艺分析
• 4.3.1 数控铣削加工
• 4.3.2 JN162挤压模数控加工工艺
• 4.4 JN162挤压模电火花加工工艺
• 4.4.1 电火花加工基本原理和特点
• 4.4.2 电极设计和制作
• 4.4.3 电加工参数选择
• 4.5 锻模热处理工艺
• 4.5.1 热处理工艺的特点
• 4.5.2 JN162锻模热处理工艺
• 4.6 锻模焊接翻新
• 4.6.1 锻模堆焊翻新
• 4.6.2 JN162锻模堆焊翻新工艺
• 4.6.3 经济分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 学位论文评阅及答辩情况表