DEFORM在汽車零部件

冷鍛工藝中的運用上海交通大學董萬鵬可以顯著降低原資料的耗費冷鍛技術是一種先進的塑性成形工藝,它在不破壞金屬的前提下,使金屬體積作出塑性轉移,到達少切屑無切屑而使金屬成形。金屬零件如用熱模鍛方法制造,資料的利用率通常為40%～60%;而用冷鍛方法制造,資料利用率高達80%～95%。冷鍛工藝的優(yōu)點冷鍛工藝的優(yōu)點可以大幅度提高勞動消費率冷鍛工藝是在機械壓力機上進展的,壓力機的一次行程就可以完成一道工序,因此與多工序的熱模鍛工藝相比,消費率可以大幅度地提高。如俄羅斯冷模鍛彎鉤拉臂的消費率每小時為400件,美國多工位冷鍛機用毛坯尺寸Φ70ｍｍ×47ｍｍ〔質量1.4kg〕,冷擠壓汽車軸套零件的消費率每小時為2100件。冷鍛工藝的優(yōu)點可以加工成形復雜的零件 在壓力機的往復直線動作下完成復雜的成形工序,并可以制成外形復雜的零件,效果特別顯著。如后圖所示的帶齒的軸套冷模鍛件,假設不采用冷模鍛方法制培育會感到非常困難,或添加很多工序,而用冷模鍛加工卻非常方便。冷鍛工藝的優(yōu)點帶齒的軸套冷模鍛件冷鍛工藝的優(yōu)點可以提高制件的力學性能 在冷鍛過程中,金屬資料處于三向不等的壓應力作用下。冷鍛變形后,金屬資料的晶粒組織更加致密,金屬流線不被切斷,成為沿著零件輪廓延續(xù)分布的金屬流線。同時,由于冷塑性成形利用了金屬資料冷變形的冷作硬化特性,使冷鍛制件的強度大大提高,從而提供了用低強度鋼替代高強度鋼的能夠性。可以獲得較高尺寸精度和較低外表粗糙度的零件。 冷鍛零件的外表質量是非常良好的。在冷塑性成形過程中,金屬外表在高壓下遭到模具型腔光滑外表的熨平,因此零件的外表粗糙度很小。冷鍛工藝的優(yōu)點可以降低零件的制造本錢。 由于冷鍛工藝可以顯著節(jié)省原資料和切削加工工時,所以大大降低制件的消費本錢。如彎鉤拉臂,可以用普通熱模鍛工藝,也可以用冷模鍛工藝,后者的消費本錢比前者降低了40%～50%。冷鍛工藝的優(yōu)點某型螺栓冷鍛工藝和機加工工藝效果對比[2]冷鍛工藝的優(yōu)點冷鍛指在室溫下或低于工件回復溫度下進展的塑性變形的總稱，包括冷墩、冷擠壓、冷模鍛、冷壓印等。

冷鍛制造的產品有大量消費的銷、釘、螺栓、螺母、鉚釘等小件，以及汽車驅動軸、壓力容器等大件。常用冷鍛工藝冷鐓 用來使毛坯的高度減小、橫截面積增大,也可以使毛坯的部分高度減小,而部分橫截面積增大。但由于冷鐓時的變形抗力大,所以多用于坯料尺寸小而批量大的產品,如螺栓、螺母、銷釘等規(guī)范緊固件和小型軸承的內、外環(huán)等。常用冷鍛工藝常用冷鍛工藝螺釘典型冷鐓工序冷擠壓 用來使毛坯的部分長度添加、橫截面積減小,也可以使毛坯的部分長度添加、部分橫截面積減小。但為了保證冷擠壓成形過程中金屬資料產生均勻的流動,應盡量為軸對稱外形,如各種資料〔鋁、銅、鋼等〕筒形、異形及帶散熱片的冷擠壓件。常用冷鍛工藝常用冷鍛工藝內花鍵軸套冷模鍛工序冷模鍛 它是擠壓和部分鐓鍛結合在一同的塑性成形加工方法,可獲得復雜外形的零件。如除了各種帶凸緣、法蘭的短軸類零件以外,還有長軸類外形復雜的異形零件,如彎鉤拉臂、踏板小杠桿、醫(yī)用鑷子、餐刀、餐叉、餐匙等。常用冷鍛工藝常用冷鍛工藝行星齒輪冷模鍛工序根據所用的設備來命名工藝,除了常規(guī)的設備〔液壓機、機械壓力機等〕以外,目前冷成形工藝還有常用冷鍛工藝冷擺輾法〔毛坯在擺輾機上冷成形制得〕冷輥鍛法〔毛坯在輥鍛機上冷成形制得〕冷楔橫軋法〔毛坯在楔橫軋機上冷成形制得〕日本將毛坯在雙動液壓機上進展閉塞冷模鍛,故稱閉塞冷模鍛法。2001年我國國內汽車產量為233萬輛，比上一年添加了13％；2002年到達325萬輛，同比增長39％；去年汽車產量曾經到達444萬輛，同比增長35％，其中轎車同比增長83％。

汽車中的冷鍛件僅僅2年內中國的汽車產量翻了一番。這一情況闡明我國的汽車產業(yè)已進入了一個快速開展時期。汽車上的各種齒輪、齒條、帶齒活塞、端面凸輪和端面齒輪、十字頭、軸套、同步環(huán)等零件,均可采用冷鍛精細成形工藝,到達凈形或近凈形。據英國諾丁漢大學Pstandrin引見,在汽車上大約有40種冷鍛成形件。汽車中的冷鍛件汽車中的冷鍛件汽車中的冷鍛件據有關資料闡明，冷鍛件的消費對汽車的依靠性很強。普通國家冷鍛件的80%是汽車鍛件，每輛汽車上的冷鍛成形件大體在70kg以上，這還不包括每輛汽車運用的緊固件。到目前為止,我國消費的轎車上的冷鍛件分量缺乏20kg相當于興隆國家的一半,開發(fā)潛力很大。汽車中的冷鍛件汽車制造中有很多零部件，要求耐疲勞、質量輕和尺寸準確，而冷鍛技術正好對提高零部件的疲勞強度和零件尺寸精度特別有利，因此，冷鍛技術在汽車零部件制造業(yè)中所占的比重不斷增大。汽車中的冷鍛件要求鍛造設備噸位大、剛度和精度高對模具強度、剛度和壽命提出了較高的要求要求坯料材質均勻，雜質少，無缺陷，尺寸精度高，外表質量好，下料準確坯料或毛坯普通需經熱處置、光滑處置、中間退火和再光滑等附加工序冷鍛工藝的缺陷數值模擬技術新技術的革命20世紀70年代塑性有限元實際和計算機技術的飛速開展而開展在冷鍛成形工藝領域,有限元數值模擬技術可以很直觀地得到金屬流動過程的應力、應變、模具受力、模具失效情況及鍛件能夠出現的缺陷情況。新技術的革命以上重要信息的獲得對合理的模具構造,模具的選材、熱處置及成形工藝方案的最終確定有著重要的指點意義。改動了傳統(tǒng)的設計理念和工藝規(guī)劃流程。新技術的革命經過對整個冷擠成形過程的模擬，計算出所需求的變形力，進而進展設備的優(yōu)化選擇。十字軸冷擠成形模擬十字軸冷擠成形模擬經過對成形過程中應力和應變分布情況