汽车轮毂轴承单元精锻成形工艺分析及有限元模拟

《汽车轮毂轴承单元精锻成形工艺分析及有限元模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要轮毂轴承是汽车上一个非常重要的零部件，其主要作用是承受汽车的重量及为轮毂的传动提供精确引导。随着前轮驱动汽车的广泛普及，轴承和其它零部件的一一体化技术得到了飞速发展。为了满足减轻重量、减小体积和安装方便的要求，轮毂轴承逐渐发展成为轮毂轴承单元。本课题的研究正是基于此，对新型轮毂轴承单元的成形新工艺进行探索和研究，提出了精密闭式锻造成形新工艺，可有效提高材料利用率，降低生产成本。本文通过对第三代轮毂轴承单元结构形状的分析，结合热模锻成形的相关理论，设计了合理的轮毂轴承单元精密锻造工艺设计流程，制定了不同的锻造成形工艺方案。对型号为

2、DOE．31152的轮毂轴承单元外圈进行了三维实体造型及预锻件设计，制定了模拟优化设计流程。利用有限元模拟软件DEFORM对其预锻、终锻成形过程进行了有限元模拟。通过数值模拟分析，优化了预制坯的尺寸、预锻件的连皮厚度及模具结构，研究了模具预热温度、润滑条件对成形载荷的影响，达到了优化成形工艺参数、模具结构及消除成形缺陷的目的。全面分析了轮毂轴承单元锻造成形过程中金属的流动规律，等效应力、应变和温度场的分布情况以及行程一载荷曲线。通过本课题的研究，将热模锻工艺、有限元理论、数值模拟仿真技术及模具CAD技术结合起来，达到了缩短产品开发周

3、期、提高材料利用率及模具寿命、降低生产成本等目的。本课题的研究成果对同类复杂形状的轮毂轴承单元的生产以及相关的模具设计提供了理论和实践依据，对实际生产具有指导意义。关键词：轮毂轴承单元；精锻成形；数值模拟；DEFORMAbstractThehubbearingisakeypartincars．Its’mainfunctionistosustaintheweightofthecarsandtoofferprecisionguidingforhubdriving．Withthepopularityofthefront—wheeldriv

4、evehicles，thebeatingsandothercomponentsoftheintegratedtechnologyhasbeenrapidlydeveloped．Inordertomeettheneedstoreduceweight，decreasethesizeandinstallationrequirements，itisgraduallyreplacedbyhubbearingunits．Thethemeisbasedonthissituation．Inordertocomeupwiththerapiddevel

5、opmentofhubbearing，weputforwardaprecisionclosed—dieforgingnewtechnologythatcaneffectivelyimprovematerialutilizationandproductioncosts．Basedonthehotdieforgingtheory,weanalyzethestructureofthethirdhubbearingunits，andthendesignareasonableprecisionforgingprocessandmakediff

6、erentforgingproject．Thenwedesignthethree—dimensionalmodeloftheDOE一3152hubbeatingunitsandoptimizethedesignprocess．Inthispaper,throughadoptingrigid—viscoplasticfiniteelementmethod(FEM)andusingAmericanadvancedsoftwareDEFORM．ThroughFEMsimulation，thewedthicknessofpre—forgin

7、gpieces，thestructureofdieandthesizeofbilletareoptimized，westudiedthepreheatingtemperatureandlubricationconditionsonformingloadandattainedtheaimofoptimizetechnologyparameter，thestructureofdieandavoiddefect．Sotheruleofmetalflowandthedistributionofeffectivestress，strainan

8、dtemperaturefieldCanbeobtained．aswellasthestroke．10adcurve．Thetechnologyofforging，FEMsimulationandmouldCADareintegrat