連桿(6026)成形數(shù)字化研究.pdf

1、連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的組成部件，在正常工作過(guò)程中受力強(qiáng)度大且載荷變化劇烈，對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)有較高的要求。近年來(lái)國(guó)內(nèi)汽車制造行業(yè)有了飛速的發(fā)展，對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的要求越來(lái)越高，高質(zhì)量連桿的市場(chǎng)需求也越來(lái)越大。影響連桿成形的因素很多，但目前關(guān)于金屬塑性成形的理論研究還不夠成熟，實(shí)際生產(chǎn)中仍需要較大程度上依賴技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)需要多次試制及修模，生產(chǎn)效率和一次成形的質(zhì)量都較低。
　　本文以濟(jì)南某鍛造廠的新產(chǎn)品6026連桿為研究對(duì)象，結(jié)合企業(yè)實(shí)際

2、狀況，對(duì)鍛造法生產(chǎn)該連桿的工藝進(jìn)行研究，旨在提高模具的成形質(zhì)量及材料利用率。6026連桿鍛造工藝由輥鍛和熱模鍛兩個(gè)部分組成。本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路是根據(jù)零件圖設(shè)計(jì)鍛件圖，并確定終鍛模具，預(yù)鍛模具與壓彎模具根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步設(shè)計(jì)完成，同時(shí)熱模鍛加工開始時(shí)坯料的形狀尺寸即輥鍛坯形狀尺寸也通過(guò)經(jīng)驗(yàn)初步確定，輥鍛坯是輥鍛加工得到的產(chǎn)品，同時(shí)也是熱模鍛加工開始時(shí)的坯料，然后以輥鍛坯為初始坯料對(duì)熱模鍛加工過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，根據(jù)分析結(jié)果，優(yōu)化改進(jìn)預(yù)鍛模具、壓彎模

3、具和輥鍛坯形狀，由優(yōu)化得到的輥鍛坯計(jì)算出原始坯料的下料尺寸;最后以下料尺寸為基礎(chǔ)，以輥鍛坯為結(jié)果，通過(guò)數(shù)值模擬進(jìn)一步優(yōu)化初始設(shè)計(jì)的輥鍛模具型腔，最終獲得成形性能較好的輥鍛模具。在熱模鍛工藝中，根據(jù)6026連桿的零件圖設(shè)計(jì)其冷、熱鍛件圖，結(jié)合熱模鍛壓力機(jī)上模具設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)連桿的終鍛、預(yù)鍛和壓彎模具，并在軟件NX中完成其三維造型工作。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法，使用特征段對(duì)應(yīng)原則，計(jì)算并設(shè)計(jì)出作為熱模鍛初始坯料的輥鍛坯，使用商業(yè)軟件Deform對(duì)熱模鍛鍛造

4、過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)坯料的變形進(jìn)行分析，根據(jù)變形特征并使用點(diǎn)追蹤法，發(fā)現(xiàn)初始輥鍛坯的缺陷并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，多次重復(fù)數(shù)值模擬分析與輥鍛坯形狀完善過(guò)程，最終得到優(yōu)化后的輥鍛坯，并以此優(yōu)化得到的輥鍛坯計(jì)算確定下料尺寸為Φ70×160mm。在輥鍛制坯工藝中，選用中間咬入的方式進(jìn)行送料，計(jì)算輥鍛加工道次為四道次，各道次輥鍛模具型腔型槽系為橢圓-圓-橢圓-圓，確定輥鍛模具的外形尺寸設(shè)計(jì)依據(jù)，分析下料尺寸與輥鍛坯，并以此為依據(jù)確定前三道次的輥鍛件圖，再

5、以各道次的輥鍛件圖為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)輥鍛模具的型腔，并在NX中采用表驅(qū)動(dòng)法實(shí)現(xiàn)四道次輥鍛模具的參數(shù)化建模;使用Deform商用軟件對(duì)輥鍛工序進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)分析模擬獲得應(yīng)力、應(yīng)變和載荷行程圖，改善輥鍛過(guò)程中的前滑與后滑的影響區(qū)域和過(guò)渡區(qū)圓角存在缺陷的區(qū)域，以此為依據(jù)修改輥鍛模具，重復(fù)模擬分析和模具修改過(guò)程，直至獲得成形質(zhì)量較優(yōu)的輥鍛模具。本設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證，輥鍛、壓彎、預(yù)鍛和終鍛模具的成形質(zhì)量均能滿足生產(chǎn)要求，極大的縮短了模具設(shè)計(jì)調(diào)試周期。與