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精密成形工程第15卷第12期
182JOURNALOFNETSHAPEFORMINGENGINEERING2023年12月
汽车轻量化连接用自流钻螺钉挤压成形工艺研究
11233*
施天寅,石小岗,潘黎,曹民业,胡成亮
(1.泛亚汽车技术中心有限公司,上海200120;2.内德史罗夫紧固件(昆山)有限公司,
江苏昆山215300;3.上海交通大学材料科学与工程学院,上海200030)
摘要:目的针对自流钻螺钉现有工艺生产效率低、易产生晶粒粗大等问题,提出了一种新的多工步冷挤压
成形工艺——利用模腔控制螺钉尾部形状,并验证了该工艺的可行性。方法利用有限元软件DEFORM-3D
对提出的3种不同冷挤压方案成形过程中的金属流动规律、材料填充情况、成形力进行了数值模拟,讨论
了方案一和方案二中锻造缺陷产生的原因,最后根据方案三的模拟结果设计了相应模具并进行了试验验证。
结果根据方案三成形出的自流钻螺钉充填饱满,第一道工序是将圆棒坯料一端直接挤压成螺钉特定的尾部
形状,该工序所需成形力为42.4kN。第二道工序是将螺钉头部镦粗,该工序所需成形力为58.2kN。第三道
工序是终锻成形,该工序所需成形力为287.4kN。结论通过有限元模拟,确定了自流钻螺钉三工步冷挤压
成形工艺,提出了能够避免折叠产生的预制坯形状和模具结构,实现了自流钻螺钉尾部的可控成形。通过
试验验证,形成了稳定的成形工艺窗口和可靠性较高的模具结构,实现了该产品的批量生产。
关键词:自流钻螺钉;多工步冷挤压成形;成形力;数值模拟;工艺试验
DOI:10.3969/j.issn.1674-6457.2023.12.021
中图分类号:TG376.3文献标识码:A文章编号:1674-6457(2023)012-0182-07
ColdExtrusionFormingTechnologyofFlowDrillScrewsfor
LightweightConnectionofAutomobiles
11233*
SHITian-yin,SHIXiao-gang,PANLi,CAOMin-ye,HUCheng-liang
(1.PanAsiaTechnicalAutomotiveCenterCo.,Ltd.,Shanghai200120,China;2.NedschroefFasteners(Kunshan)
Co.,Ltd.,JiangsuKunshan215300,China;3.SchoolofMaterialScienceandEngineering,
ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200030,China)
ABSTRACT:
istingproductionprocessofflowdrillscrewsandverifythefeasibilityofthisprocess.Thefiniteelementsoftware
收稿日期:2023-07-10
Received:2023-07-10
引文格式:施天寅,石小岗,潘黎,等.汽车轻量化连接用自流钻螺钉挤压成形工艺研究[J].精密成形工程,2023,15(12):
182-188.
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