非調質鋼曲軸模鍛成形工藝研究.pdf

1、曲軸是發(fā)動機的重要零部件之一,在模鍛生產中屬于典型的復雜難鍛件。隨著汽車發(fā)動機向節(jié)能減耗、高性能、高效率的方向發(fā)展,車用曲軸鍛件也有了新的要求。在材料方面曲軸鍛件已普遍采用微合金非調質鋼,不僅避免了鍛后調質處理的缺陷也使得曲軸達到了較好的機械力學性能和良好的微觀組織。在模鍛工藝方面,由于曲軸動平衡性能要求的提高,曲軸的外形越來越復雜。在模鍛成形時常面臨成形難度較大,成形質量差(包括充形不滿、折疊、裂紋等),曲軸模鍛產生前試模次數多,模具

2、研制時間長,材料利用率低等問題。如何改進曲軸模鍛成形工藝、提高材料利用率以提高發(fā)動機的整體性能和降低生產成本是當今汽車制造業(yè)關注和研究的重點。
　　本文對曲軸材料非調質鋼、模鍛成形工藝和國內外研究現(xiàn)狀作了簡要介紹,選擇某空間分模曲線三拐六平衡塊車用曲軸作為研究對象,利用Gleeble熱模擬試驗實測了曲軸材料的流變應力,建立了該材料的高溫流動應力模型,為后續(xù)有限元模擬分析奠定材料屬性基礎,運用三維造型軟件UG對曲軸預、終鍛件及模具進

3、行經驗性設計,利用DEFORM-3D軟件對曲軸的成形過程進行數值模擬,全面分析了兩種飛邊槽、預鍛件連皮形狀和尺寸以及阻力墻式飛邊槽參數對曲軸模鍛成形過程中模具型腔充填情況、鍛件應力應變分布、設備行程載荷和金屬流動情況的影響。通過有限元模擬分析,優(yōu)化了預鍛件的連皮結構和尺寸、阻力墻參數以及坯料尺寸,消除成形缺陷、提高材料利用率的目的。
　　本課題將非調質鋼的物理試驗、曲軸模鍛工藝、有限元數值模擬仿真技術相結合,以提高曲軸鍛件的成形質