汽车弯臂锻件多道次锻造成形数值模拟

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1、JⅥForna蔓一汽车弯臂锻件多道次锻造成形数值模拟嚣汽乏弯惹坯，中频感应加热一两遭次制坯辊徽一弓”导向功登。．行釜耄：高锻。受复荸窆’盖；l=I兰麓磊的锻与校正。二、有限元模型的建立拟造1艺兰计篡萎‘值模¨弯臂软件材料库中的相近材料大多研拟，m于关系到中问材料的根夭爹纵一’AISI5140,曲见2。模具材料⋯始¨应力汽裹侥用5CrNiMo，模具设置为洼，⋯有机纂数值分删生产析，并通过生产实践验证r糗型。“非。上’～盯指件成形工艺三件删。=直径，：面麓1．7o该锻件经过辊镦、弯曲放经。图2AISI5140

2、流动应力应变曲线釜彤进而精度避免产生网格畸变，提高J弯臂嫩腿。图1汽车弯臂锻件参磊热加工度为861～1012~C，满足AISI5140材料锻造温度850～曼墨l180℃的要求。表2各道次毛坯温度分布咬入阶段稳定辊锻阶段道次第一道辊锻第二道辊锻弯曲终锻(a)第一道辊锻毛坯温度分布爨赛寥嘲窭1079～l138947～l0878921046861～lOl2蚕蓄蔷主—黼蓄萄—／℃3．终锻有限元模拟结果咬入阶段稳定辊锻阶段(1)应变、应力分析终锻结束时锻件表面等效应(b)第二道辊锻变分布见图8。由图可见，锻件整体应

3、变水平较高，坯图6辊锻过程坯料表面速度分布料经过整个成形过程后金属材料发生了充分的变形，对入口速度小于辊锻水平运动速度，在前滑区情况相反。改善锻件内部组织有重要意义。特别是锻件细杆经制坯前滑值计算公式如下：辊锻后变形充分，内部组织得到了细化，力学性能得到S：二×100％了提高，避免了传统工艺生产锻件存在细杆部断裂失效g的问题。式中5——金属前滑值，(％)；——坯料在前滑区的速度，mm／s；7550——锻辊周围的线速度，mrn／s。5000经计算，前后两道次稳定辊锻阶段的前滑值分别为20205．07％和7．

4、64％，前滑的大小与辊锻过程中的多种因素有关，模拟结果可为生产提供很好的依据。0i}2．弯曲有限元模拟结果图8应变分布弯臂锻件多道次成形过程中，弯曲质量的优劣直接终锻结束时锻件表面等效应力分布见图9。在锻件影响到锻件质量的好坏。如凹模金属流人处圆角与凸凹飞边桥部、突起结构、头部、台阶结构及凸缘处发生了模间隙不合理，易导致弯曲后坯料产生毛刺(不同程度的应力集中，符合金属塑性流动规律，也证明7a)，以及毛坯定位不合理产生的形状缺陷(见图7b)；了模型的有效性。分析可知，模具与这些结构对应的部运用有限元模拟手段

5、能够经济方便地通过模型修改来克位是模具磨损的严重区域。服上述缺陷，并在模具中设置控制结构，防止弯曲不充。分与弯曲压下量过大时不合格预弯件的产生，最终得到I合格的锻件(见图7c)。330(a)产生毛刺(b)形状不合格(c1合格图9应力分布图7弯曲后坯料形状(2)载荷分析从终锻载荷一行程曲线(见图10)热力耦合问题分析时温度是关键因素，材料模型的可看出，模具下行0～40ram时受力较小，随后成形力所有参数均与温度有关，必须保证制坯结束时毛坯的温快速增加。主要原因是：锻件本身结构存在台阶状结构度在材料的锻造温度

6、范围内。否则，必须通过修改工艺特点，上模在行程达到40ram前，坯料被压出台阶，坯顺序、工艺方案及工艺参数来满足此要求。从提取各道料并未完全发生型腔内变形。达到40mm后上模继续下次毛坯的温度分布(见表2)可看到，弯曲后坯料的温行，坯料同时接触上下模腔，发生大的塑性变形，成形参磊工。热加工垫塑堕!!笪!塑_WWW．meta1workingI950com圜．望曲轴锻件锻造工艺优化上海重型机器厂有限公司大型铸锻件研究所(200245)黄淼胡亮亮吴佳胤王文柏沈才平2005年，我公司取得了MANB&W专利公司的I

7、厂认针对问题进行分析，改变现有的T艺技术，消除产生缺陷可试验，并且在当年q_产j6560MC中国第一根大丁JJ率低速的小稳定因素，形成适合我厂的工艺技术，为下阶段曲轴用柴油机曲轴。2006年起开始进行MANB&W90机f}}i轴锻的大批量生产提供丁保障件制造的工厂认可试验，以后取得rMANB&W和瓦通过对曲拐数值模拟得到了弯锻过程的应力应变锡兰专利公司、巾围CCS、法BV、挪威DNV、英周LR、场，将曲拐的变形分为3个区域，并研究了曲拐的塑性德同GL、意大利RINA、美同ABS、日本NK、韩国KR和流动机

8、理，分析了曲拐“细腰形”缺陷的形成过程和原波兰PRS船级社的认f证书，口『制造MANB&W26～98机陶，以及各工步的曲拐锻造过程变形情况与裂纹倾向。型和瓦锡兰相应机型的曲轴锻件。在现实生产中曾出现过同时基于数值模拟技术，对曲拐结构形状和新]：艺模具曲轴锻件质量不稳定、材料利用率不高等问题，为此上海进行了优化设计。重型机器厂与高校合作研究，对fffj轴锻件在生产过程中一、曲拐锻造工艺模拟分析与优化现的问题建立数学模型，模拟分析