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基于Deform-3D的镁合金轮毂挤压方案设计与工艺分析
| 论文题名： | 基于Deform-3D的镁合金轮毂挤压方案设计与工艺分析 |
| 关键词： | 汽车轮毂;镁合金;热挤压;摩擦系数;力学性能 |
| 摘要： | 镁合金汽车轮毂的传统制造方式以昂贵的压铸为主，本课题基于Deform-3D有限元分析实现镁合金轮毂的热挤压成形。整个轮毂零件尺寸大、形状复杂、成形难点多并且对设备要求高。设计合理的镁合金轮毂零件的挤压方案，并且对挤压方案进行工艺参数的研究和优化，最后通过设计模具结构对挤压方案进行实验验证。 根据对轮毂零件尺寸与结构特征的分析，预先设计了不同的挤压方案和坯料方案并分析其优缺点。通过材料特性和工艺特点，预先确定可行的挤压速度、润滑条件和挤压温度的工艺参数范围。 建立坯料和对应的模具模型，通过Deform-3D软件平台模拟了不同挤压方案和不同坯料方案的成形过程，分析了不同方案的变形过程、等效应力、等效应变和上模具所需载荷等，确定了合理的挤压方案和预成形坯料方案。针对模拟结果所表明的成形问题，提出了相应措施对挤压方案进行改进。通过改变挤压温度、摩擦系数、坯料圆角半径和挤压速度等工艺参数，对最终挤压件的成形效果、应力应变分布、所需载荷等进行分析比较，结合实际经验确定了合理的工艺参数。最后通过模具设计与轮毂件试制对模拟结果进行验证。 结果表明:挤压方案2虽然制坯过程比较复杂，但能使压力设备吨位要求大大降低，并且成形应变更加均匀;对比A形坯料，B形坯料反挤压量小，挤压件各方面性能更优;对挤压方案进行改进后能够较好的解决几个成形难点，挤压件应力应变分布均匀。坯料圆角半径越大，挤压件轮胎座部分成形效果越好，但轮毂力学性能将降低;挤压温度越高，挤压件性能越好，所需载荷也将减小;挤压速度对挤压件应变的影响很小，但是较大的速度将会增大变形抗力，产生挤压件成形缺陷;摩擦系数也将大大影响模具载荷，保持良好的润滑条件十分重要。试验试制轮毂件形状和尺寸基本符合数值模拟结果，证明了镁合金的挤压方案切实可行。 |
| 作者： | 陈锴 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 颜银标 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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