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原文传递轻卡转向节成形工艺设计与优化

论文题名：	轻卡转向节成形工艺设计与优化
关键词：	转向节;轻型卡车;成形工艺;冲击载荷
摘要：	转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向，转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。　　近十年来，我国高速公路的快速发展以及西部开发等基础建设因素的影响，轻型卡车的需求量大幅增长，广泛应用于快速物流行业。从2002年开始，广义轻卡已经连续7年呈现两位数的增长，2008年轻卡产销量双双达到124万辆左右，增长率为12％左右，2009年轻卡产销量为135万辆，增长率为11.5%。轻卡产销量的持续增长，导致轻卡转向节的需求量持续增长。　　国内厂家一般采用锤上模锻工艺进行轻卡转向节的生产，锤上模锻工艺流程为：下料——加热——1t自由锻锤制坯（拔长杆部、成形镦粗）——加热——3t型锻锤预、终锻成形。而该工艺采用室式天然气炉加热，自由锻制坯，需要经过两次加热才能成形，生产效率低、消耗较大，工人劳动强度大，技术要求高，材料利用率低，且生产出来的锻件精度差，质量不稳定。　　本文针对轻卡转向节现有锤上模锻工艺存在诸多不足的问题，提出主要在热模锻压力机上生产轻卡转向节的成形工艺：下料——加热——拔长杆部（空气锤）——劈挤制坯（热模锻压力机）——预锻——终锻。对拔长、劈挤、预锻、终锻模具进行设计，在UG中建立三维模型，在DEFORM中对成形过程进行了有限元数值模拟。并根据有限元数值模拟结果对成形工艺进行优化改进：（1）增高劈挤上模的劈料台高度，以改善劈挤时的分料效果；（2）降低预锻下模的劈料台高度，以解决预锻时锻件摆放不平稳的问题。对成形工艺进行改进后，终锻件杆部上还是出现折叠缺陷，且预锻件上出现了较厚的连皮，得到的锻件仍然不合格。　　针对上述问题，对劈挤模具进行了重新设计，从设计上避免上述问题的出现，通过数值模拟得到了基本合格的锻件，但仍有些不足，预锻时法兰盘部位出现刮料现象，终锻件的飞边分布不均匀。将劈挤下模过渡圆角抬高，改善了刮料现象。从坯料的拔料规格和劈挤上模劈料台高度两个方向来改善终锻件飞边不均匀的问题，最终确定了合理的坯料拔料规格和劈挤上模劈料台高度。在热模锻压力机上的成形工艺节约了能源，生产效率得到提高，工人劳动强度降低，材料利用率也有显著提高，平均每个锻件节约1.2kg材料，可以大大降低生产成本，提升市场竞争力。
作者：	杨海
专业：	材料加工工程
导师：	周杰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文