轿车转向节闭塞挤压精密成形新工艺研究

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转向节是轿车关键零件之一,为安全件,它既支撑车体重量,又传递转向力矩并承受前轮刹车制动力矩,因此对其机械性能和外形结构要求非常严格,制造难度大。如何采用高效、节能的方法生产出优质的轿车转向节零件,成为生产中亟待解决的问题。本文以复杂零件的精密成形为指导思想,根据闭塞挤压成形理论,结合热挤压技术,针对轿车转向节零件的自身特点,提出轿车转向节零件的闭塞侧弯挤压精密一步成形法和闭塞侧弯挤压精密预制坯与开式终锻相结合的两步成形法两种工艺。以UGII和DEFORMTM软件为工具,分别对一步成形法和两步成形法挤压带式闭塞挤压精密预制坯工序进行了三维热力耦合有限元分析,得到了成形过程中金属的流动规律,应力、应变、速度和温度的分布情况以及行程——载荷曲线;并且针对一步成形法,考察了主要成形参数对金属流动和挤压力的影响以及冲头速度对温度场的影响,并以此为根据确定了主要成形参数。对于一步成形法,本文还进行了物理模拟实验研究,验证了数值模拟结果的正确性和闭塞挤压工艺的可行性和先进性。本工艺实现了金属在一次行程内完成侧弯挤压,从而大大简化了轿车转向节零件的生产工艺,降低了生产成本,为轿车转向节零件的国产化提供了一条行之有效的途径,并且扩宽了闭塞挤压工艺的应用范围,为类似的枝杈类零件的精密成形提供了借鉴。
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