整體式鋁合金轎車輪圈等溫鍛造成形技術(shù)研究.pdf

1、隨著人們環(huán)保意識的增強，無論是國家還是普通的消費者都對汽車的節(jié)能環(huán)保提出了越來越為嚴格的要求，而汽車輪圈作為汽車上的一個重要的行動部件，其質(zhì)量對于汽車的油耗有著重要的影響。鍛造鋁合金輪圈相對于傳統(tǒng)的鑄造鋁合金輪圈具有更為良好的機械使用性能，而且質(zhì)量要更輕，因此在近些年來，鍛造鋁合金輪圈越來越受到市場的青睞。但是傳統(tǒng)的輪圈鍛造工藝由于工藝復雜、生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高等問題一直都沒有得到很好的發(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、解決的問題，因此需要對原有的鍛造工藝進行不斷的改進。
　　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)合轎車輪圈自身結(jié)構(gòu)特點，以復雜鍛件的精密成形和閉式模鍛鍛造成形原理為指導思想，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鋁合金輪圈的等溫鍛造過程進行了三維熱力耦合有限元分析，通過分析模擬結(jié)果獲得了鍛造成形過程中的等效應力場、等效應變場、速度

3、場和溫度場的分布規(guī)律以及整個過程的載荷—行程曲線，并且根據(jù)模擬軟件中的三維模型設(shè)計了鍛造模具和沖切連皮模具。為了了解不同的工藝參數(shù)對鍛件質(zhì)量和成形力的影響，本文設(shè)計了7組不同的模擬實驗對鍛造溫度（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)的影響進行了研究和分析，為實際生產(chǎn)中設(shè)定工藝參數(shù)提供理論依據(jù)。
　　模擬結(jié)果表明：鋁合金能夠在低應變速率的情

4、況下實現(xiàn)輪圈的等溫鍛造成形，鍛件成形后沒有折疊和過燒等鍛造缺陷，但是在模具的轉(zhuǎn)角處容易出現(xiàn)充不滿和排氣問題缺陷。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)的變化對于鍛件內(nèi)部的等效應變分布情況影響不是很大，參數(shù)的變化主要是對最大和最小等效應變有一定的影響。輪圈鍛件中的連皮厚度對于鍛件的成形也具有一定的影響，連皮結(jié)構(gòu)較厚的鍛件等效應變分布更為均勻，鍛造時的成形力也更低。