本文關(guān)鍵詞：7A04高強(qiáng)鋁合金輪轂鍛造成形工藝研究

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【摘要】：本課題來源于國(guó)內(nèi)某廠大巴車車輪生產(chǎn)線項(xiàng)目。傳統(tǒng)的大巴車輪原采用Q235鋼材通過焊接組裝生產(chǎn),該車輪重量大,散熱性差,油耗高,車輛機(jī)動(dòng)性能不強(qiáng)。在能源問題日益凸顯,國(guó)家“十二五”計(jì)劃對(duì)節(jié)能減排大力倡導(dǎo)的前提下,原有的生產(chǎn)材料及工藝路線已不能滿足需求。本文以輕量化為目標(biāo),采用7A04鋁合金為原材料,對(duì)高強(qiáng)鋁合金輪轂成形工藝進(jìn)行了研究和探討。由于7A04材料流動(dòng)應(yīng)力受溫度的影響較大,鍛造溫度范圍較窄,并結(jié)合輪轂自身尺寸形狀的特點(diǎn),本文制訂了一條適合高強(qiáng)鋁合金輪轂加工生產(chǎn)的工藝方法,即鍛造—切邊擴(kuò)口—強(qiáng)力熱旋壓的工藝路線,并利用數(shù)值模擬軟件Deform-3d,建立了熱模鍛及擴(kuò)口工序的三維熱力耦合模型,對(duì)工藝過程中坯料的流動(dòng)及填充情況、坯料的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及各個(gè)位置的應(yīng)力應(yīng)變情況等規(guī)律進(jìn)行了分析并得到了位移與成形力關(guān)系的曲線。利用Simufact軟件,建立了輪輞旋壓工序的有限元模型,對(duì)工藝過程中的旋壓力、成形過程、應(yīng)力應(yīng)變以及溫度場(chǎng)分布規(guī)律進(jìn)行了研究。通過對(duì)各個(gè)工序過程的仿真模擬,得出了一組較為優(yōu)化的工藝參數(shù)。應(yīng)用所得到的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)試制,得到的高強(qiáng)鋁輪轂與傳統(tǒng)鋼輪轂相比,重量大幅度降低,降低了50%以上,輕量化效果突出。與傳統(tǒng)的6061鋁合金輪轂相比,性能得到了大幅度提升。試制結(jié)果表明,該工藝參數(shù)的制定是合理的,工藝過程是正確的,為高強(qiáng)鋁合金輪轂鍛造成形提供了基礎(chǔ)和保證。
【關(guān)鍵詞】：大巴車輪 高強(qiáng)鋁合金 熱模鍛 熱旋壓 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG319
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 引言11-12
• 1.2 鋁合金特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 鋁合金主要特點(diǎn)及應(yīng)用12-13
• 1.2.2 高強(qiáng)鋁合金的特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外發(fā)展13-14
• 1.2.2.1 高強(qiáng)鋁合金的特點(diǎn)13
• 1.2.2.2 高強(qiáng)鋁合金在國(guó)外的發(fā)展情況13-14
• 1.2.2.3 高強(qiáng)鋁合金在國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況14
• 1.3 鋁輪轂發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)點(diǎn)14-16
• 1.3.1 鋁輪轂的發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 鋁輪轂的優(yōu)點(diǎn)15-16
• 1.4 選題來源及意義16
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 高強(qiáng)鋁合金材料性能及輪轂成形工藝制定18-26
• 2.1 高強(qiáng)鋁合金化學(xué)成分及其性能18-19
• 2.1.1 高強(qiáng)鋁合金的化學(xué)成分18
• 2.1.2 高強(qiáng)鋁合金的合金化18-19
• 2.2 高強(qiáng)鋁合金性能19
• 2.3 現(xiàn)有車輪成形工藝分析19-22
• 2.3.1 鋼車輪成形工藝19-20
• 2.3.2 鋁合金輪轂成形工藝20-22
• 2.3.2.1 鑄造成形工藝20-21
• 2.3.2.2 鍛造成形工藝21-22
• 2.4 高強(qiáng)鋁合金輪轂成形工藝制定22-25
• 2.4.1 高強(qiáng)鋁合金可鍛性分析22-23
• 2.4.2 產(chǎn)品零件圖及工藝分析23-24
• 2.4.3 工藝方案制定24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 高強(qiáng)鋁合金輪轂?zāi)ｅ懗尚文M26-45
• 3.1 引言26
• 3.2 Deform軟件簡(jiǎn)介26-27
• 3.3 模鍛工序數(shù)值模擬27-31
• 3.3.1 模鍛工藝中的關(guān)鍵問題27
• 3.3.2 金屬填充模膛的主要因素27-29
• 3.3.3 鍛坯設(shè)計(jì)29-30
• 3.3.4 鍛件圖設(shè)計(jì)30
• 3.3.5 模具圖設(shè)計(jì)30-31
• 3.4 模鍛有限元模型建立及模擬31-37
• 3.4.1 模鍛成形過程分析33-34
• 3.4.2 模鍛的速度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)及溫度場(chǎng)34-37
• 3.5 坯料形狀對(duì)模鍛成形的影響37-38
• 3.6 成形參數(shù)對(duì)成形力的影響38-42
• 3.6.1 鍛造溫度的影響39
• 3.6.2 模具預(yù)熱溫度的影響39-40
• 3.6.3 鍛造速度的影響40-41
• 3.6.4 摩擦條件的影響41-42
• 3.7 鍛造速度對(duì)模具溫度場(chǎng)的影響42-43
• 3.8 本章小結(jié)43-45
• 第4章 高強(qiáng)鋁合金輪轂擴(kuò)口工序模擬45-51
• 4.1 引言45
• 4.2 擴(kuò)口幾何模型及有限元模型建立45-47
• 4.3 模擬結(jié)果及分析47-50
• 4.3.1 擴(kuò)口塊溫度對(duì)輪輞部分的影響47-48
• 4.3.2 摩擦影響48-49
• 4.3.3 擴(kuò)口塊下行量與擴(kuò)口后輪轂內(nèi)徑及高度關(guān)系49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第5章 高強(qiáng)鋁合金輪輞旋壓成形模擬51-68
• 5.1 引言51
• 5.2 旋壓成形技術(shù)簡(jiǎn)介51-52
• 5.3 高強(qiáng)鋁合金輪輞旋壓成形工藝分析52-54
• 5.3.1 工藝特點(diǎn)52
• 5.3.2 成形工藝參數(shù)簡(jiǎn)介52-54
• 5.3.2.1 旋輪形狀52-53
• 5.3.2.2 旋輪進(jìn)給率53
• 5.3.2.3 旋壓道次及壁厚減薄率53-54
• 5.3.2.4 旋壓力54
• 5.4 輪輞旋壓數(shù)值模擬54-60
• 5.4.1 模擬軟件介紹54-55
• 5.4.2 旋壓模擬中的幾個(gè)問題55-60
• 5.5 旋壓模擬過程及結(jié)果分析60-67
• 5.5.1 旋壓過程簡(jiǎn)述60-62
• 5.5.2 進(jìn)給率對(duì)旋壓過程的影響62-65
• 5.5.3 旋壓過程中溫度場(chǎng)分析65-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 第6章 高強(qiáng)鋁合金輪轂成形工藝試驗(yàn)研究68-73
• 6.1 引言68
• 6.2 模鍛及擴(kuò)口工序試驗(yàn)研究68-70
• 6.2.1 材料及設(shè)備68-70
• 6.2.2 模鍛試驗(yàn)結(jié)果分析70
• 6.3 旋壓工藝試驗(yàn)研究70-72
• 6.3.1 材料及設(shè)備70-72
• 6.3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析72
• 6.4 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果77-78
• 致謝78-79
• 作者簡(jiǎn)介79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：617769