轿车轮毂轴承单元精锻工艺设计及数值模拟

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要轮毂轴承是一个非常重要的汽车零部件，其主要作用是承重和为轮毂的传动提供精确引导。新一代的轮毂轴承是轮毂轴承单元。采用精密模锻工艺生产轮毂轴承单元，采用闭式模锻工艺，具有生产效率高、产品质量稳定、材料利用率高和自动化程度高等优点。随着汽车行业的迅速发展，轮毂轴承的品种日益增多，但其模具仍采用手工设计和传统方法制造，制约了该成形工艺的应用。随着塑性加工过程的计算机模拟技术的飞速发展，用有限元模拟来辅助工艺制定和模具设计是一种非常好的途径。模拟方法可以在模具的虚拟制造阶段就能充分检

2、验模具设计的合理性，减少新产品模具的开发研制时间，对用户需求做出快速响应，大大缩短了探索试验周期和费用，提高整体经济效益，增强企业的综合实力。本文分析了轮毂轴承单元的结构特点，并按其结构特征进行分类，运用三维造型软件Pro／e系统的完成轮毂轴承单元复杂实体的三维造型。并建立了轮毂轴承单元精密模锻工艺设计流程及方法。针对典型的轮毂轴承单元，利用有限元模拟软件模拟实际锻造成形过程，根据模拟过程中的金属流动情况，采用逆推的设计理念，对预锻件进行设计，得到较好的预成形坯。本文基于三维刚粘塑性有限元法的理论基础，

3、以轮毂轴承单元精密成形工艺为核心，通过成形工艺的分析，以轮毂轴承单元内圈为研究对象，用DEFORM3D对该轮毂轴承单元锻造成形过程进行数值模拟，获得了锻造成形过程中的应力、应变、温度分布场和材料流动状态，真实有效的揭示工件的成形状况，对轮毂轴承单元成形工艺设计提供一定的指导意义。关键词：轮毂轴承单元精密成形闭式锻造DEFORM3D有限元计算机模拟武汉理工大学硕士学位论文AbstractThehubbearingisakeypartincars．Its’mainfunctionistosustainthe

4、weightofthecarsandtoofferprecisionhomingforhubdriving．Thenewesthubbeatingishubunit，Thehubunitmadewithprecisionforgingtechnique，andtochoosecloseforgingdie．Itpresentsmanyadvantagessuchashighmanufacturingefficiency,stableproductquality．Thetypesofhubbearings

5、becomemoreandmorevariouswiththerapiddevelopmentofautomobileprofession．Howeverthediesofhubbearingsarestilldesignedbyhandworkandmadebyconventionalmethodsthatrestricttheapplicationoftheprecisionformingprocess．Withtherapiddevelopmentofcomputernumericalsimula

6、tionofplasticprocessing，itisaperfectwayforthedesigningofprocessandproductionofdieaidedbyFiniteElement(FEM)simulation．Therationalityofdiedesigningisfullyvalidatedbythesimulationmethodduringthevirtualmanufacturingprocess，andhencedecreasingtheR&Dtimeofthene

7、wproduct，quicklyrespondingthecustomer'srequirements，tremendouslyshorteningthecycletimeandcostofthetrialanderrortest．Asaresult，thewholeeconomicperformanceandthecomprehensivestrengthofenterprisesareupgrading．Thispaperhasanalyzedthestructuralfeatureofthehub

8、unitbearing，andcarriesontheclassificationaccordingtoitsstructuralfeature，hascompletedcomplexsolidthree—dimensionalmodelingofhubunitbearingsystematicallybyusingsoftwarePro／e．andhasestablishedthetechnologicaldesignflowandmet