制动盘毂工艺模拟与分析

发布时间:2018-10-05 02:59  

声明:本锻件来源于尹旭方、朱岩等发表在《锻造与冲压》的论文——《基于Deform-3D的制动盘毂工艺分析》。

一、按照论文数据估算锻件和模拟:

锻件材料:45#钢;

锻件形状:如下图所示(包含连皮和飞边);

下料尺寸:Φ170x280mmxmm;

锻造工艺:下料——加热——镦粗——终锻;

模拟的各工序压力和温度场如下图所示:

模拟视频如下所示(包含锻件成形过程、温度场、成形压力):

锻件的速度场视频:(观察金属流动,避免汇流、紊流现象发生)

二、分析与结论:

1、由盘毂的变形过程可知:锻件主要以挤压方式成形,盘毂底部率先成形,然后反挤压成形上部和镦挤成形法兰,最后形成飞边。盘毂各位置充型良好,没有缺肉等缺陷。

2、盘毂心部温度变化不大,表面温度下降严重。因为锻件变形热使内部温度损失得到补偿,变化不大,而表面接触模具,存在传热过程,温度下降严重。

3、模拟结果与论文相当。

4、模拟过程忽略了锻件从炉口取出后,在空气中传热过程和放置在下模时的接触传热过程。

5、模拟对45#钢的选择是使用材料库中的数据。

6、锻件的成形力:模拟压力为6080t,选择设备为8000t螺旋压力机。

按照螺旋压力机成形锻件的的公式计算的成形力为5621t,则选择设备为6300吨螺旋压力机(一次终锻成形),或者4000吨螺旋压力机(2-3次打击成形)。

三、数据调整和模拟:

1、增加锻件镦粗和终锻之前的空气传热过程;

2、45#钢的高温流动应力应变曲线,使用《锻压手册》上的数据。

模拟过程如下所示(包含锻件成形过程、温度场、成形压力):

预锻压力为305t,终锻压力为5390t,与公式计算结果相当。

四、总结与展望:

1、确定了对摩擦压力机设备的模拟参数选择与设置。

2、证明了该工艺的简单可靠。

3、该锻件也可以工厂实际情况,采用下料——加热——预锻(制坯)——终锻的工艺过程进行设计和制造。如采用热挤压的方式成形该零件时,计算其镦粗至外径332mm的镦挤力为1872t,则可以选用2500吨的热挤压油压机进行闭式终锻成形。