（毕业设计论文）《斯太尔载重汽车转向节锻件锻造工艺流程Simufact模拟分析及再制造技术研究》.doc

山东大学硕士学位论文 PAGE ii STYLEREF 标题 1 \* MERGEFORMAT PAGE III 摘 要 随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车性能不断提高，汽车零部件中对高精度、形状复杂锻件的需求量越来越大，锻造新工艺、省材、节能工艺等技术的开发对于新型汽车零件的生产尤为重要。转向节是汽车上的关键零件，它既支撑车体重量，又传递转向力矩和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严格，是汽车上的重要安全零件之一。研究该类锻件的合理锻造工艺对我国汽车工业零部件产业的发展具有重要意义。 本文以斯太尔载重汽车转向节锻件为研究对象，以UGNX、Simufact软件为基础，对该产品的锻造工艺流程进行了模拟分析，并对其热锻模的再制造技术进行了系统研究。 首先，介绍了详细刚塑性／刚粘塑性有限元基本理论及其求解过程，为建立数值模拟模型提供了理论依据。 其次，对所研究的转向节进行工艺分析。确定了设备吨位，给出了转向节的锻造工艺流程，并介绍了转向节锻造主要成形模具的结构及类型等内容。 再次，介绍了有限元模拟系统组成及三维有限元模拟软件Simufact，建立了汽车转向节挤压成形过程的三维有限元模型，并利用Simufact软件对汽车转向节热模锻成形工艺进行系统分析，模拟研究其成形过程中的制坯、预锻及其终锻过程，得到成形过程中金属的流动规律，以及等效应力、应变分布情况及行程—载荷曲线。针对模拟所发现的问题，进行了模具的优化设计，取得了良好的经济效益。 最后，介绍了热锻模的失效方式，焊接修复技术及数控铣削技术。对比了制造新模具与利用焊接新技术修复再制造模具的成本，结果表明再制造模具不仅寿命大大增加，而且极大地降低了成本，具有较大的应用价值。 关键词：转向节，有限元，数值模拟，锻造工艺，模具焊修 目 录 TOC \o 1-2 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc263518132 1 绪 论 PAGEREF _Toc263518132 \h 1 HYPERLINK \l _Toc263518133 1.1 课题的研究背景 PAGEREF _Toc263518133 \h 1 HYPERLINK \l _Toc263518134 1.2 塑性加工模拟技术的发展与应用现状 PAGEREF _Toc263518134 \h 2 HYPERLINK \l _Toc263518135 1.3 热锻模制造技术 PAGEREF _Toc263518135 \h 6 HYPERLINK \l _Toc263518136 1.4 本文的研究内容和结构 PAGEREF _Toc263518136 \h 8 HYPERLINK \l _Toc263518137 2 有限元技术基本理论 PAGEREF _Toc263518137 \h 9 HYPERLINK \l _Toc263518138 2.1 刚塑性/刚粘塑性有限元基本方程 PAGEREF _Toc263518138 \h 9 HYPERLINK \l _Toc263518139 2. 2 刚塑性/刚粘塑性有限元变分原理 PAGEREF _Toc263518139 \h 10 HYPERLINK \l _Toc263518140 2.3 刚塑性/刚粘塑性有限元求解过程 PAGEREF _Toc263518140 \h 12 HYPERLINK \l _Toc263518141 2.4 本章小结 PAGEREF _Toc263518141 \h 13 HYPERLINK \l _Toc263518142 3 转向节锻造工艺设计 PAGEREF _Toc263518142 \h 14 HYPERLINK \l _Toc263518143 3.1 转向节典型生产工艺 PAGEREF _Toc263518143 \h 14 HYPERLINK \l _Toc263518144 3.2 转向节锻造工艺分析 PAGEREF _Toc263518144 \h 15 HYPERLINK \l _Toc263518145 3.3 模具设计 PAGEREF _Toc263518145 \h 18 HYPERLINK \l _Toc263518146 3.4 本章小节 PAGEREF _Toc263518146 \h 18 HYPERLINK \l _Toc263518147 4 转向节锻造工艺模拟 PAGEREF _Toc263518147 \h 19 HYPERLINK \l _Toc263518148 4.1 有限元模拟系统 PAGEREF _Toc263518148 \h 19