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轿车自动变速箱飞轮盘温冲锻成形研究

罗文涛  
【摘要】:随着汽车工业,特别是汽车零部件产业的飞速发展,针对一些轮廓尺寸较大且壁厚有较大差异的零部件,近年来在日本、德国和美国出现了一种冲锻复合成形新工艺。其特点是结合了板料成形与体积成形的优点,主要用于成形一些壁厚有变化的零件,不仅能够减少工序、降低能耗,而且零部件的整体性能也有较大提高。因此,在当前绿色制造、节能环保的要求下,该工艺具有很好的研究价值与应用前景。 轿车自动变速箱飞轮盘是具有较大轮廓尺寸且壁厚有差异的典型零件。本文围绕飞轮盘零件的温冲锻复合成形工艺,采用理论计算、有限元数值模拟和工艺试验相结合的方法,做了一系列的探讨与研究。 在分析飞轮盘零件的形状、结构特点的基础上,对几种可能的成形工艺进行比较分析,最终确定了采用冲锻复合成形工艺,在温态下成形的工艺方案。通过对工艺参数的计算与分析,为成形零件的小圆角并增加侧壁的厚度,必须将冲锻成形过程分为两道工序完成:预成形时采用大半径圆角凸模对板坯拉深并利用环形凸模使侧壁镦粗,终成形时采用小圆角半径的拉深凸模,在将大的内圆角整形为小的内圆角的同时,通过环形凸模的镦粗作用使工件的外圆角半径变小达到最终零件要求。建立了刚粘塑性热力耦合有限元模型;采用有限元模拟软件DEFORM-2D对冲锻成形全过程进行了数值模拟,得到了飞轮盘冲锻成形过程的详细数据及成形规律;分析比较了预成形拉深凸模圆角半径、预成形结束时的变形程度、分流降压腔的位置与形状等对成形结果的影响,优化了工艺方案和工艺参数;并对同类零件做了扩展研究,得出了在同等条件下两工序冲锻成形所能达到的最大壁厚。在此基础上设计了成形模具,进行了工艺试验,试验结果基本与数值模拟结果相符,已为实际工业化生产起到了重要的参考作用。


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