轎車(chē)曲軸模鍛成形數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化.pdf

1、曲軸作為轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部件,需承受交變載荷、傳遞動(dòng)力。要滿(mǎn)足高強(qiáng)度、抗疲勞性、長(zhǎng)壽命等性能指標(biāo),對(duì)曲軸成形工藝提出了很高的要求。目前,模鍛成形技術(shù)是轎車(chē)曲軸成形的主要趨勢(shì),如何避免曲軸模鍛件在成形過(guò)程中充不滿(mǎn)、高載荷等問(wèn)題是研究重點(diǎn)。
　　非調(diào)質(zhì)鋼以其不需要熱處理工藝就能達(dá)到調(diào)質(zhì)鋼的性能,簡(jiǎn)化工藝流程,減低生產(chǎn)成本,成為模鍛成形曲軸材料的首選。本文選用TL1438非調(diào)質(zhì)鋼作為06d02轎車(chē)曲軸材料,并建立該材料的本構(gòu)方程。<

2、br>　　對(duì)于成形復(fù)雜的曲軸而言,鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得是否合理,直接影響到曲軸的質(zhì)量、材料利用率、成形載荷及鍛模使用壽命。本文利用有限元數(shù)值模擬軟件DEFORM-3D對(duì)預(yù)鍛模膛和終鍛模膛的飛邊槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),從而改善充填情況。在確定合理的飛邊槽結(jié)構(gòu)后,本文重點(diǎn)對(duì)預(yù)鍛模膛分型面圓角、預(yù)鍛模膛與終鍛模膛的長(zhǎng)、寬、高方向比例構(gòu)成的4個(gè)因子,采用正交試驗(yàn)的方法和有限元軟件 DEFORM-3D對(duì)06d02曲軸模鍛成形過(guò)程進(jìn)行研究。根據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù),全面

3、分析該四因素對(duì)預(yù)鍛和終鍛成形過(guò)程中成形載荷,應(yīng)力應(yīng)變分布及充填效果等方面的影響,以找到最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,以達(dá)到提高成形質(zhì)量、降低成形載荷、提高材料利用率等目的。
　　模具應(yīng)力作為影響模具壽命的直接原因。本文采用有限元模擬方法對(duì)模具應(yīng)力進(jìn)行分析,獲得成形過(guò)程中模具應(yīng)力場(chǎng)分布,從而找到模具的失效原因,以改善模具結(jié)構(gòu)、減少或消除應(yīng)力集中,提高模具的使用壽命。
　　最后,通過(guò)試驗(yàn)生產(chǎn)對(duì)有限元數(shù)值模擬優(yōu)化的方案進(jìn)行驗(yàn)證,將試驗(yàn)情況與模擬