汽车零件锻造成形机理数值模拟与工艺模具开发研究

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1、山东大学硕士学位论文汽车零件锻造成形机理数值模拟与工艺模具开发研究摘要随着汽车工业的迅猛发展，汽车性能不断提高，汽车零部件中对高精度、形状复杂锻件的需求量越来越大，对于汽车制造业来说，未来的竞争核心将是新产品的竞争，如何实现高质量、低成本、短周期的汽车零件的开发，是赢得汽车市场的关键。在这种情况下，锻造新工艺、省材节能工艺等的开发对于新型汽车零件的生产尤为重要，而先进工艺模具设计方法将对提高汽车零件设计水平、缩短零件研制周期和降低成本起着举足轻重的作用，从而大大提高汽车市场的竞争力。本文首先对DFL350型活塞头

2、和CA6DL型活塞进行工艺分析，然后建立DFL350型活塞头和CA6DL型活塞的温挤压成形过程的三维有限元模型，运用三维有限元数值模拟软件DEFORM．3Da*l对零件的温挤压成形工艺进行数值模拟分析，选择成形温度、摩擦因子、拔模斜度等工艺参数。根据模拟结果对比分析以上诸参数对成形工艺的影响，同时获得变形全过程的材料塑性变形行为，流动规律，材料内部应力、应变分布等，从而为活塞温挤压成形工艺与模具优化设计提供理论指导，在此基础上设计活塞温挤压成形工艺和模具结构。其次运用三维有限元数值模拟软件DEFORM-3DTM对

3、EQl53转向节热模锻成形工艺进行系统分析，模拟原工艺方案及优化后工艺方案成形过程中的制坯、预锻及其终锻过程，得到成形过程中金属的流动规律，等效应力、应变分布情况及行程一载荷曲线。通过对原工艺方案模拟结果的分析，发现存在的缺陷和不足，并在对模拟结果分析的基础上，对原成形工艺制坯工步进行优化设计，提高材料利用率。关键词：汽车零件，活塞，转向节，有限元，数值模拟NumericalSimulationofForgingMechanismandProcessanddiedesignofAutomobilePansABST

4、RACTWitllthehi曲developmentofthemoorindustry,motorperformanceadvancescontinually．Thereisagreatdemandforpreciseandcomplexautoparts．Forthemotormanufacturing，thenewproductswillbethecompetitivecorcinthefuture．Thehigllquality,lowcostandshortperiodoftheautopartsdeve

5、lopmentarethekeyfactorsinwiningtheautomarket．Insuchcases，newforgingproces∞s，materialandenergysavingprocessesareveryimportanttotheproductionofnewtypeofautoparts．Andtheadvancedtechnologyofdiedesignwillplayanimportantroleinimprovingautopartsdesign,shorteningdeve

6、lopmentperiodandlowingproductionCOst．Inthispaper,theprocessesforbothDFL350pistonheadandCA6DLpistonareanalyzedfirst．Thenthethree—dimensionalFEMmodelsofthewarmextrusionprocessofDFL350pistonheadandCA6DLpistonareestablished．n圮three-dimensionalFEAsoftwareDEFORMiSu

7、sedforhumericalsimulationofthewarmextrusionprocesses．111eparameterssuchasformingtemperature．frictionfactoranddraftanglearediscussedaccordingtotheFEMsimulationresults．Theinfluenceoftheseparametersonformingprocessisanalyzedaccordingtothesimulationresul招．Andthef

8、orminglaws．thedistributionofthestressandstgainoftheworkpieceareobtained．nleconclusionoffersatheoreticfoundationforthewarmextrusionprocessdesignofpistonandtheoptimizationofdiedesign．Ontheb