汽车铝合金控制臂的模锻成形

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1、墨兰壁鼢⋯h＆铆n娃on汽车铝合金控制臂的模锻成形芜湖禾田汽车工业有限公司技术中心(安徽芜湖241100)包其华潘琦俊吴生绪程俊随着汽车工业的发展，汽车已逐步成为主要的积，如图3中的曲线所示。代步工具。汽车轻量化的要求日益提高，以“铝”代1600“铁”的结构件在汽车零部件上的应用越来越广泛。控1400Jl兰1200制臂是汽车转向系统中的关键部件，其要求性能稳定、、1000强度高。为提高生产的稳定和高效性，采用辊锻制坯工恒800^．1

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3、tl艺替代传统的自由锻制坯工艺，可减少自由锻制坯的随要6ool1颦400意性和高劳

4、动强度，同时可大幅提高生产效率。200fI＼050lO0l5020025030035O1．控制臂的结构及工艺分析长度L，mm图1所示为转向系统中的一上控制臂设计图样，其图3控制臂截面面积分布属于连接杆状控制臂，中间杆郜截面为T字形，呈高肋状，此部位截面面积最小。左端为扁平形，右端成圆柱(2)原始坯料尺寸的确定根据控制臂锻件截面形，此部位截面面积最大。此锻件采用辊锻制坯工艺，面积的分布情况，将辊锻坯件分为3段，如图3中的折线具体生产工艺流程为：圆棒下料一清洗一感应加热一辊所示。左端截面面积居中，中部为斜线，截面最小，右锻制坯一模

5、锻成形一切边一固溶热处理一时效强化。端截面面积最大(留为机械手夹持位)。根据计算所得的右端截面面积及体积，选取原始棒料坯料直径为40mm，长为165ram。(3)辊锻道次和坯料的确定由于中间段截面面积变化最大，辊锻道次数按中间段来计算，公式如下：月=1g／lg。式中——总延伸系数，=Fo；图l上控制臂毛坯。——为平均延伸系数，取。=1．4～1．6。中段最小截面面积F⋯=370mm，原始截面面2．辊锻工艺的确定积=3．14×20mmX20mm=1256mm，。取1．5。代(1)控制臂截面面积的计算采用三维造型软件入上式中，计算结

6、果为：n=3．叭。因此中段辊锻次数定造型(见图2)后，用平面剖切截面面积，自动计算为3道次。同样计算左段的辊锻次数为1道次。各个截面，导入~IjEXCEL软件中作出锻件各个截面面(4)辊锻坯件形状的确定根据截面图及上述道次的计算，将中段的辊锻截面形状变化定为：圆一椭圆一方形一菱形；左端的辊锻截面形状变化定为：圆一圆(不变)一椭圆一椭圆。最终确定辊锻坯形状如图4图2锻件三维造型所示。■一丝!!童塑垫竺堡生笪生磊热加工wwwmetalworking1950．corn汽车零部件翻造技术专题ResPrch&Applicn砌I!壅皇壁里

7、由模拟得出的温度分布可知，辊锻过程中变形程度40．1186GI24大的中间段温度较高，辊锻第1、2、3道次的温度变化卞J一在成形温度范围内，即坯料在此范围有较高的塑性，利——JIGI＼于成形。(2)模锻成形模拟该控制臂锻件模锻成形的设备采用双盘螺旋摩擦压力机，模锻成形模具的3D造型如图8所示。图4最终辊锻坯3．辊锻成形及模锻成形数值模拟分析(1)辊锻成形模拟按实际设备情况，辊锻采用125型辊锻机。采用三维软件建立辊锻成形模具的3D造型。用有限元软件进行数值模拟分析，坯料选用AlMgSil材料模型，模具视为刚性。采用粘塑性有限元

8、分析，定义坯料温度和模具温度。由于铝合金锻造对温度有较高的要求，因此对成形过程的温度进行分析。模拟过程中坯料温度分布状态见图5、图6、图7。(b)图8模锻成形模具同样对模锻成形进行成形温度的分析，图9是模拟5辊锻第l道次温度分布中坯料温度的分布状态。一篓图9模锻温度分布6辊锻第2道次温度分布由模拟得出的模锻成形温度分布可知，模锻后坯料温度在本体温度由分布均匀。在终锻温度范围内，杆部飞边桥及飞边仓部位的温度较高，但在过烧温度之下。4．实际生产与模拟的对比根据数值模拟情况，进行辊锻和模锻模具的设计与制造。图10和图l1分别为制坯模

9、拟成形与实际生产成形的结果对比。图7辊锻第3道次温度分布参磊热加工垫丝型堡堕笪堕!!主童塑■‘l1www．metalworking1950．com型ResPnrch&Applic锄汽车零部件翻造技术专题汽车前轴锻造模具快速设计方法湖北神力锻造有限责任公司(丹江口442700)梁聪明【摘要】为满足产业市场的快速发展，缩短产品开发周期，提高品质，提升设计效率。结合生产实际和锻遗模具CAD~．计理念，提出锻造模具快速设计方法，增强企业的竞争力。中国锻造行业发展迅速，产品产出持续增长，国现产品及模具CAD／CAM的一体化，对产品质量、

10、开发家产业政策鼓励锻造产业向高技术方向发展，国内企业周期，以及设计效率的提升起到了重要作用。新增锻造投资项目逐渐增多。投资者对锻造行业的关注1．产品开发流程越来越密切，这使得锻造行业的发展速度倍增。同时随公司现有的锻造设备、产品成形工艺以及设计方着国内汽车产业的投资不断壮大，