鋁合金軸箱體鍛造成形工藝設計及優(yōu)化.pdf

1、鋁合金軸箱體作為高速鐵路列車轉向架上的重要部件之一，是安裝在車軸兩端軸徑上，用來將全部簧上載荷包括鉛垂方向的動載荷傳給車軸，將來自輪對的牽引力或制動力傳至構架的重要結構件。由于其結構較為復雜，鍛造過程不易控制，容易出現充填不滿、粗晶等缺陷，目前國內無法完全自主對其進行生產制造。制定出能夠生產出成形良好、性能優(yōu)良的軸箱體鍛件的生產工藝，是打破鋁合金軸箱體依賴進口、降低高鐵生產制造成本的有效途徑。本文的研究內容就是提出并優(yōu)化鋁合金軸箱體的鍛

2、造成形工藝。為提高工藝和模具設計的合理性，本文對軸箱體的結構及成形過程中的難點進行了分析預判，確定了分模面和飛邊槽的形式，進而設計了合理的軸箱體鍛模。此外，本文針對因軸箱體形狀復雜引起的模具結構復雜等問題，提出了金屬堆焊的方案對模具結構進行設計制造，大幅度降低模具的制造成本。
　　本研究主要內容包括：⑴建立軸箱體有限元模型，圍繞坯料形狀（三種形狀）、模具預熱溫度（300℃、350℃和400℃）、下壓方式（5mm/s、1mm/s和變

3、速壓制）和摩擦系數（0.12和0.3）等因素，設計了八種模擬參數組合方案進行數值模擬，通過對充填效果、成形載荷、等效應變分布和模具應力分布情況進行綜合比對分析，得出了最優(yōu)坯料形狀，并確定了模具預熱溫度400℃、采用變速壓制和0.3摩擦系數為最優(yōu)參數組合。⑵針對終鍛模擬確定的坯料形狀，提出了其制坯成形工藝。通過經驗公式計算，確定了第一火兩件合下拔長、第二火單件拔長的工藝方案，并針對此工藝方案，圍繞始鍛溫度（350℃和400℃）和砧寬比（0