轿车转向节臂内高压成形研究

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1、国内图书分类号：U461.91国际图书分类号：629.113.011工程硕士学位论文轿车转向节臂内高压成形研究硕士研究生：谢文才导师：苑世剑教授申请学位：工程硕士学科、专业：材料工程所在单位：第一汽车集团公司答辩日期：2006年09月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U461.91U.D.C:629.113.011DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringHYDROFORMINGOFTURNINGARMOFACARCandidate：Xi

2、eWencaiSupervisor：Prof.YuanShijianAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialEngineeringAffiliation：TheFirstAutomobileGroupCo.DateofDefence：September,2006Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要转向节臂是汽车底

3、盘转向系统中不可缺少的重要零件，承载一定的弯矩与扭矩。传统的转向节臂成形工艺是利用板料冲压得到上、下盖板，然后再点焊成整体结构。这种生产方式模具费用较高，材料利用率低，零件整体刚度和强度均较差。为解决上述问题，本文研究了采用管材制造转向节臂零件的内高压成形新工艺。本文首先设计了转向节臂内高压成形件，并利用Ansys软件对其进行了应力分析，符合使用条件要求。转向节臂内高压成形件的成形难度是最大膨胀量73.3%，且轴线为曲线，因此首先制备了最大膨胀量71%、壁厚满足要求的瓶形预成形毛坯。可以用于最终内高压成形。

4、根据零件形状设计了分模面为曲线、两端为圆形导入段和密封段的终成形模具。通过预成形将瓶形件相关截面变形为花瓣形截面，以便在终成形时易于实现合模，并易于成形出矩形截面的外凸圆角。对比分析几组瓶形件预成形后形状与终成形之间的关系发现：要想终成形顺利进行，预成形件截面尺寸、上下表面及侧面的凹槽尺寸必须匹配合理。通过采用终成形模具进行内高压成形实验，获得了合格的实验件。其最小壁厚为1.858mm，满足零件的最小壁厚大于1.7mm的要求。内高压成形件重量为0.55kg，与原有冲压工艺相比，内高压件重量减轻24%，表面为

5、封闭曲面，沿传力臂无焊缝和焊接边，外形美观，强度刚度提高。由于无焊缝，其疲劳强度将大幅度提高，有助于提高汽车整体的安全性与可靠性。关键词液压成形；内高压成形；预成形；转向节臂-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractTurningarmbearsmomentandtorque,whichisanecessarypartoftheautomobilechassisturningsystem.Thetraditionalprocesstoformtheturningarmisthat:thetopan

6、dbottomcoveringblankisfirststamped,thentheyarespottingweldedtoformwholestructure.Usingthetraditionalway,notonlythediecostishighandutilizationratioofmaterialislow,butalsotheintegerstrengthandstiffnessofthepartarebad.Inordertosolvetheseproblems,aninternalhig

7、hpressureformingprocessofusingtubetomanufactureturningarmpartshasbeenresearchedinthethesis.Inthethesis,wehavefirstdesignedtheinternalhighpressurepartoftheturningarm.TheanalysisofthestrainoftheparthasbeencheckedusingANSYSsoftware.Theresultmeettheoperatingre

8、quirements.Tosolvethedifficultiesthatthepart’smaximumexpansionrateis73.3%anditsaxiallineiscurve,wehavefirstmanufacturedthebottleshapedperformedblankwiththemaximumexpansionrate71%.Sotheblankcanbeusedinfinalint