曲轴tr镦锻模具cadcae系统的开发与应用

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1、曲轴TR镦锻模具CAD/CAE系统的开发与应用摘要曲轴是内燃机上的重要零件，它繁重的工作任务要求它应具有良好的综合机械性能和内部组织。曲轴TR镦锻法是先进的曲轴成形方法。采用传统的手工绘图和“试错法”设计模具，设计周期长、成本高，难以满足现代化生产的需求。采用CAD/CAE技术取代传统的工艺与模具设计方法，实现工艺与模具设计的自动化、智能化，可以帮助企业缩短模具设计的周期、节约试锻成本、提高锻件质量。作者针对曲轴TR锻造工艺与模具设计的需求，以企业应用为目标，通过SolidWorks平台上的二次开发，开发了一套曲轴TR镦锻CAD/CAE系统。作者将已

2、有的曲轴TR镦锻模具的设计经验以及镦锻工艺规范，植入开发的系统之中，使得系统能够根据输入的曲轴零件模型确定曲轴锻件尺寸、毛坯尺寸、模具各个镶块尺寸以及TR装置尺寸参数调整表。本系统还能够根据工艺设计的结果自动生成曲轴零件、锻件、毛坯、模具三维模型并自动输出符合企业生产要求的二维CAD图纸以及锻造工步图。另外，本系统实现了与CAE软件的接口，设计结果可以直接导入CAE软件，进行成形过程的模拟，而无需再对模型做任何模拟前的处理。本文讲述了本系统的开发流程、原理及关键技术。作为应用实例，采用本系统完成了某型号曲轴的全部设计流程，通过对曲轴锻造过程的有限元模

3、拟优化了毛坯尺寸，从而验证了系统的可行性。关键词：TR镦锻，曲轴锻造，CAD，CAEITHEDEVELOPMENTANDAPPLICATIONOFACAD/CAESYSTEMFORTRFORGINGDIESOFCRANKSHAFTSABSTRACTThecrankshaftisanimportantpartofthedieselengine.Itshouldhavegoodintegratedmechanicalperformanceandgoodmicrostructureduetoitsheavytask.TRforgingtechnologyi

4、sanadvancedtechnologyusedforcrankshaftmanufacturing.TraditionalTRforgingtechnologyanddiepartsdesignusemanualdesignmethodsandmainlydependonengineers’experience.Thisresultsinlongdesignperiodandhighcost.So,itcannotmeetthedemandofmodernizedmanufacturing.UsingCAD/CAEtechnologyinplac

5、eoftraditionaldesignmethodofforgingprocessanddietoautomateandintelligentizethedesignprocess,theenterprisecanbebeneficialindiminishingdesignperiod,savingcostontrialforging,andimprovingforgingquality.TheauthordevelopedaCAD/CAEsystemforTRforgingofcrankshaftbasedonSolidWorks,target

6、ingthedemandofTRforgingprocessanddiedesignforcrankshaftandtheapplicationoftheenterprise.TheauthorputthedesignexperienceandforgingprocesscriterionofthedieofcrankshaftTRforgingintothesystem,sothatitcangetthedimensionoftheforging,billetanddieaswellasthedimensionadjustmenttableofTR

7、deviceaccordingtotheinputcrankshaftmodel.Thesystemcanalsogeneratethe3Dmodelofthepart,forging,billetanddieofthecrankshaftandtheirdrawingswhichaccordwiththemanufacturingdemandIIoftheenterprise.Itcanalsogeneratetheforgingsteplayout.ThesystemincludestheinterfacewithCAEsoftware.Thed

8、esignresultcanbeimportedtoCAEsoftwareforforgingprocess