转向节挤压制坯过程工艺设计及数值模拟

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1、转向节挤压制坯过程工艺设计及数值模拟摘要汽车转向节是汽车前桥上的关键零部件，其质量的优劣直接决定着行车的安全，因此对其机械性能和外形结构有较高的要求。由于转向节外形比较复杂，制造难度大，而市场对转向节的需求量却在不断增加，因此采用新型工艺，通过高效、节能的方法生产出优质的转向节，成为各企业在转向节市场竞争中追求的目标。本文以HF6700轻卡转向节为研究对象，主要研究内容如下：l、对转向节进行结构分析，根据其结构特点提出在液压机上挤压制坯，摩擦压力机上锻造成形的生产工艺，即：下料——中频感应加热——挤压制坯——终锻成形，

2、并针对该工艺，设计相应的模具结构。2、建立转向节成形过程的三维模型，分析，并对挤压制坯和终锻过程进行模拟，艺下进行物理实验来对比验证模拟结果。利用有限元分析软件对转向节成形性进行观察金属的流动规律及成形状况。在该工3、总结第一套成形方案的经验，结合传统的自由锻生产方式，提出新的成形工艺：下料——中频感应加热——挤压预制坯——预锻——终锻。4、对挤压、预锻、终锻过程分别进行数值模拟，分析了金属在模具型腔中的流动规律、成形力分布以及应力应变场、温度场的分布规律；5、研究了主要成形参数对挤压制坯过程的金属流动及成形力的影响，

3、优化并确定成形工艺参数。关键词：汽车转向节；工艺设计；挤压制坯；数值模拟ProcessDesignandNumericalSimulationofExtrusionFormingforSteeringKnuckleAbstractSteeringknuckleisoneofthemostimportantcarkeypartsandasafetypart．It’squalitydirectlydeterminethesafeofdriving，SOtherequirementtoitsmechanicalperform

4、anceanstructureisverystrict．Withcomplexappearance，itisdifficulttomanufacturesteeringjoint．Butasthequantitydemandedofknuckleisincreasing，thepursuitoftheobjectivesofeachcompanyishowtoproducthighqualityknuckleinhighlyactiveandenergy—savingmethod．Inthepaper，HF6700st

5、eeringknuckleoflighttrucksistheobjecttostudy,themainresearchcontentsareasfollows：1．Analyzedthestructureofknuckleandgaveanformingcraftthatisextrusioninhydraulicpressandforginginfrictionpress．Specificcraftisbaiting—heatupinthemediumfrequencyinductionfurnace—一extru

6、sionperforming。—÷finish—forging．Anddesignedthediestructureofthatcraft．2．Athree．dimensionalmodelforformingaboutknucklewasestablished．Thenthemold．abilityofsteeringknucklewasanalyzedandtheprocessofextrusionperformingandforgingwassimulatedusingFEMsoftwaretoobserveth

7、eflowruleandformingsituation．Inthatcraft，acheckwasdonebetweenresultsofphysicsexperimentandsimulated．3．Aftergeneralizedtheexperienceoffirstdesignedformingcraft，combinedmethodsoffreeforgingproduction，anewformingprocesswasgiven，i．e．baiting-÷heatupinthemediumfrequen

8、cyinductionfurnace_extrusionperforming—pre—forging—finish-forging．4．Theflowruleindieimpressionandregularitiesofdistributionforformingforce，stressfield，strainfieldandt