整體式鋁合金轎車(chē)輪圈等溫鍛造成形技術(shù)研究.pdf

1、隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，無(wú)論是國(guó)家還是普通的消費(fèi)者都對(duì)汽車(chē)的節(jié)能環(huán)保提出了越來(lái)越為嚴(yán)格的要求，而汽車(chē)輪圈作為汽車(chē)上的一個(gè)重要的行動(dòng)部件，其質(zhì)量對(duì)于汽車(chē)的油耗有著重要的影響。鍛造鋁合金輪圈相對(duì)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(lái)，鍛造鋁合金輪圈越來(lái)越受到市場(chǎng)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(wèn)題一直都沒(méi)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(wèn)題，因此需要對(duì)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(chē)輪圈自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(duì)鋁合金輪圈的等溫鍛造過(guò)程進(jìn)行了三維熱力耦合有限元分析，通過(guò)分析模擬結(jié)果獲得了鍛造成形過(guò)程中的等效應(yīng)力場(chǎng)、等效應(yīng)變場(chǎng)、速度

3、場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布規(guī)律以及整個(gè)過(guò)程的載荷—行程曲線(xiàn)，并且根據(jù)模擬軟件中的三維模型設(shè)計(jì)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(duì)鍛件質(zhì)量和成形力的影響，本文設(shè)計(jì)了7組不同的模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)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(shí)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(shí)現(xiàn)輪圈的等溫鍛造成形，鍛件成形后沒(méi)有折疊和過(guò)燒等鍛造缺陷，但是在模具的轉(zhuǎn)角處容易出現(xiàn)充不滿(mǎn)和排氣問(wèn)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(shí)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)的成形力也更低。