五菱凸缘叉锻件成形的工艺研究毕业论文.doc

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1、河南理工大学2013届本科毕业论文（设计）五菱凸缘叉锻件成形的工艺研究毕业论文目录摘要I1绪论11.1前言11.2当前研究现状21.3有限元数值模拟技术及在金属塑性成形中的应用发展41.3.1金属塑性加工成形过程研究方法41.3.2塑性加工数值模拟的发展现状61.4课题来源及研究对象、目的意义101.4.1课题来源101.4.2研究对象111.4.3本文的研究内容和结构112五菱凸缘叉锻件热成形工艺和模具设计122.1五菱叉凸缘锻造工艺分析122.1.1五菱凸缘叉锻件图的分析122.1.2热锻件图的设计152.1.3毛边槽的确定162.

2、1.4锻锤吨位172.1.5模块结构尺寸确定182.1.6毛坯尺寸确定192.2模具设计192.2.1终锻模具192.2.2预锻模具202.2.3制坯模具设计222.3本章小结223五菱凸缘叉模锻成形工艺模拟优化233.1模拟流程233.1.1建立模型233.1.2模型简化以及模拟初始条件和参数的确定233.2方案一:直接成形锻造模拟243.2.1直接成形锻造工步模型的建立243.2.2模拟成形的过程分析263.2.3直接成形模拟结论263.3方案二:制坯→预锻→终锻成形模拟27I河南理工大学2013届本科毕业论文（设计）3.3.1制坯

3、成形过程模拟273.3.2预锻成形过程模拟293.3.3终锻成形过程模拟323.3.4终锻模拟结果分析353.4本章小结364结论40致谢41参考文献42I河南理工大学2013届本科毕业论文（设计）1绪论1.1前言锻造是人类发明的最古老的的生产技术之一。人类发现和使用金属几千年的历史都伴随着锻造技术的发展。从最初锻造农具和制造盔甲，到现在生活中随处可见的千千万万的锻造产品，都证明了这一技术对人类的宝贵价值。不仅如此，锻造也是一种既古老而又正处在蓬勃发展之中的一种金属加工技术。从规模上课，它从昔日的红炉手工锻造已发展到在万吨级的液压机上锻

4、造几百吨的钢锭；从工艺上来说，它冲破了旧有的单一的观念，又开发出了冷锻、温锻、近熔点锻、等温和超塑性锻造等；从设备上看，它已经由单方向的直线动作扩展到了多向、回转和其他更复杂的动作；从锻造原材料看，它由一般钢扩展到了许多特种用途钢、难变形钢和高温有色合金，也由锭料和棒料扩展到了液料和粉料。锻造作为金属加工的一种重要工艺方法，它不仅生产效率高、原材料消耗少，而且可以有效地改善金属材料的力学性能和组织。因而，锻造加工作为制造业的一个重要分支，广泛应用于工业制造中。锻造产品主要用于汽车、飞机、机车车辆、工程机械、石化通用等行业，汽车用锻件占到

5、总量的90%。按重量计算，汽车零件中有17~19%的锻件。锻件也是汽车零部件中的“保安件”，汽车发动机所使用的曲轴、连杆、凸轮轴，前桥所需的前梁、转向节，后桥使用的半轴、半轴套管、桥箱内的传动齿轮等等，都是关系汽车安全运行的保安关键锻件。2003我国年的锻件产量为300万吨左右，模锻件产量为200万吨左右。我国是锻件生产大国，锻件产量居世界第一。 随着中国汽车工业的进一步发展，锻件的需求量会持续增长。过去由于缺乏科学的预测方法，锻造工艺设计与模具设计的主要依据设计人员在长期积累中获得的经验以及由对简单模型的实验研究总结出来的多种图表。作

6、为塑性加工行业整体来讲，目前锻造仍处于以“试错”44河南理工大学2013届本科毕业论文（设计）为基本方法的工艺技术阶段。塑性加工生产的程序一般如下：首先根据市场需求，对制品进行加工工艺分析，确定成形工艺方案，同时进行模具的设计与制造，然后利用模具依照已确定的工艺规程进行生产。其中最为关键的环节是模具的设计和制造。模具的设计与制造合理与否，直接决定着能否生产出满足要求的制品。模具的设计与制造过程主要依赖设计人员的经验，需要经过反复的试模、修模和调整工艺参数，即使经验丰富的设计人员也很难保证一次成形出合格的终锻件，反复的试模、修模不仅浪费大

7、量时间、人力和物力，进而导致模具设计周期长、成本高，产品质量不容易得到保证，市场竞争的优势难以确立。这种“反复试制直到模具设计合理”的工艺是传统塑性加工技术的重要特征，它使得产品质量靠检验来保证，而不是融入设计、制造的全过程[1.2]。近年来，随着计算机软硬件技术、金属塑性流动理论和计算机图形学等交叉学科的迅猛发展，有限元数值模拟技术得到了快速发展，以数值模拟等先进方法解决工业生产中的实际问题已成为金属成形技术的发展方向。目前，有限元数值模拟方法在锻造工艺和模具设计中已经得到了广泛的应用。通过有限元数值模拟方法对锻造过程进行模拟仿真，可

8、预测成形过程中的金属流动情况，温度、速度、应力应变、压力等物理场量的分布及变化情况，以及模具应力及应变状态，判断锻件是否产生折叠、充不满和过热等缺陷，以及模具是否会过早破坏，可以指导工艺和模具设计，大幅度缩