DE在汽车零件冷锻工艺中的应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,DEFORM,在汽车零,部,部件冷,锻,锻工艺中,的,的应用,上海交通,大,大学,董万鹏,可以显著,降,降低原材,料,料的消耗,冷锻技术,是,是一种先,进,进的塑性,成,成形工艺,它在不,破,破坏金属,的,的前提下,使金属,体,体积作出,塑,塑性转移,达到少,切,切屑无切,屑,屑而使金,属,属成形。,金,金属零件,如,如用热模,锻,锻方法制,造,造,材料,的,的利用率,通,通常为,40%60%;,而,而用冷锻,方,方法制造,材料利,用,用率高达80%95%。,冷锻工艺,的,的优点,冷锻工艺,的,的优点,可以大幅,度,度提高劳,动,动生产率,冷锻工艺,是,是在机械,压,压力机上,进,进行的,压,压力机的,一,一次行程,就,就可以完,成,成一道工,序,序,因此,与,与多工序,的,的热模锻,工,工艺相比,生产率,可,可以大幅,度,度地提高,。,。如俄罗,斯,斯冷模锻,弯,弯钩拉臂,的,的生产率,每,每小时为400件,美国多,工,工位冷锻,机,机用毛坯,尺,尺寸7047,（,（质量1.4kg,）,）,冷挤,压,压汽车轴,套,套零件的,生,生产率每,小,小时为2100件,。,。,冷锻工艺,的,的优点,可以加工,成,成形复杂,的,的零件,在压力机,的,的往复直,线,线动作下,完,完成复杂,的,的成形工,序,序,并可,以,以制成形,状,状复杂的,零,零件,效,果,果特别显,著,著。如后,图,图所示的,带,带齿的轴,套,套冷模锻,件,件,如果,不,不采用冷,模,模锻方法,制,制造就会,感,感到十分,困,困难,或,增,增加很多,工,工序,而,用,用冷模锻,加,加工却十,分,分方便。,冷锻工艺,的,的优点,带齿的轴,套,套冷模锻,件,件,冷锻工艺,的,的优点,可以提高,制,制件的力,学,学性能,在冷锻过,程,程中,金,属,属材料处,于,于三向不,等,等的压应,力,力作用下,。,。冷锻变,形,形后,金,属,属材料的,晶,晶粒组织,更,更加致密,金属流,线,线不被切,断,断,成为,沿,沿着零件,轮,轮廓连续,分,分布的金,属,属流线。,同,同时,由,于,于冷塑性,成,成形利用,了,了金属材,料,料冷变形,的,的冷作硬,化,化特性,使,使冷锻制,件,件的强度,大,大大提高,从而提,供,供了用低,强,强度钢代,替,替高强度,钢,钢的可能,性,性。,可以获得,较,较高尺寸,精,精度和较,低,低表面粗,糙,糙度的零,件,件。,冷锻零件,的,的表面质,量,量是十分,良,良好的。,在,在冷塑性,成,成形过程,中,中,金属,表,表面在高,压,压下受到,模,模具型腔,光,光滑表面,的,的熨平,因,因此零件,的,的表面粗,糙,糙度很小,。,。,冷锻工艺,的,的优点,可以降低,零,零件的制,造,造成本。,由于冷锻,工,工艺可以,显,显著节省,原,原材料和,切,切削加工,工,工时,所,以,以大大降,低,低制件的,生,生产成本,。,。如弯钩,拉,拉臂,可,以,以用普通,热,热模锻工,艺,艺,也可,以,以用冷模,锻,锻工艺,后,后者的生,产,产成本比,前,前者降低,了,了40%,50%,。,。,冷锻工艺,的,的优点,某型螺栓,冷,冷锻工艺,和,和机加工,工,工艺效果,对,对比,2,冷锻工艺,的,的优点,冷锻,指在室温,下,下或低于,工,工件回复,温,温度下进,行,行的塑性,变,变形的总,称,称，包括,冷,冷墩、冷,挤,挤压、冷,模,模锻、冷,压,压印等。,冷锻制作,的,的产品有,大,大量生产,的,的销、钉,、,、螺栓、,螺,螺母、铆,钉,钉等小件,，,，以及汽,车,车驱动轴,、,、压力容,器,器等大件,。,。,常用,冷锻工艺,冷镦,用来使毛,坯,坯的高度,减,减小、横,截,截面积增,大,大,也可,以,以使毛坯,的,的局部高,度,度减小,而,而局部横,截,截面积增,大,大。但由,于,于冷镦时,的,的变形抗,力,力大,所,以,以多用于,坯,坯料尺寸,小,小而批量,大,大的产品,如螺栓,、,、螺母、,销,销钉等标,准,准紧固件,和,和小型轴,承,承的内、,外,外环等。,常用,冷锻工艺,常用,冷锻工艺,螺钉典型,冷,冷镦工序,冷挤压,用来使毛,坯,坯的局部,长,长度增加,、,、横截面,积,积减小,也,也可以使,毛,毛坯的局,部,部长度增,加,加、局部,横,横截面积,减,减小。但,为,为了保证,冷,冷挤压成,形,形过程中,金,金属材料,产,产生均匀,的,的流动,应,应尽量为,轴,轴对称形,状,状,如各,种,种材料（,铝,铝、铜、,钢,钢等）筒,形,形、异形,及,及带散热,片,片的冷挤,压,压件。,常用,冷锻工艺,常用,冷锻工艺,内花键轴,套,套冷模锻,工,工序,冷模锻,它是挤压,和,和局部镦,锻,锻结合在,一,一起的塑,性,性成形加,工,工方法,可,可获得复,杂,杂形状的,零,零件。如,除,除了各种,带,带凸缘、,法,法兰的短,轴,轴类零件,以,以外,还,有,有长轴类,形,形状复杂,的,的异形零,件,件,如弯,钩,钩拉臂、,踏,踏板小杠,杆,杆、医用,镊,镊子、餐,刀,刀、餐叉,、,、餐匙等,。,。,常用,冷锻工艺,常用,冷锻工艺,行星齿轮,冷,冷模锻工,序,序,根据所用,的,的设备来,命,命名工艺,除了常,规,规的设备,（,（液压机,、,、机械压,力,力机等）,以,以外,目,前,前冷成形,工,工艺还有,常用,冷锻工艺,冷摆辗法,（,（毛坯在,摆,摆辗机上,冷,冷成形制,得,得）,冷,辊,辊,锻,锻,法,法,（,（,毛,毛,坯,坯,在,在,辊,辊,锻,锻,机,机,上,上,冷,冷,成,成,形,形,制,制,得,得,）,）,冷,楔,楔,横,横,轧,轧,法,法,（,（,毛,毛,坯,坯,在,在,楔,楔,横,横,轧,轧,机,机,上,上,冷,冷,成,成,形,形,制,制,得,得,）,）,日,本,本,将,将,毛,毛,坯,坯,在,在,双,双,动,动,液,液,压,压,机,机,上,上,进,进,行,行,闭,闭,塞,塞,冷,冷,模,模,锻,锻,故,故,称,称,闭,闭,塞,塞,冷,冷,模,模,锻,锻,法,法,。,。,2001年我,国,国国内,汽,汽车产,量,量为233万,辆,辆，比,上,上一年,增,增加了13,；,；2002年,达,达到325万,辆,辆，同,比,比增长39,；,；去年,汽,汽车产,量,量已经,达,达到444万,辆,辆，同,比,比增长35,，,，其中,轿,轿车同,比,比增长83,。,。,汽车中,的,的冷锻,件,件,仅仅2,年,年内中,国,国的汽,车,车产量,翻,翻了一,番,番。这,一,一情况,表,表明我,国,国的汽,车,车产业,已,已进入,了,了一个,快,快速发,展,展时期,。,。,汽车上,的,的各种,齿,齿轮、,齿,齿条、,带,带齿活,塞,塞、端,面,面凸轮,和,和端面,齿,齿轮、,十,十字头,、,、轴套,、,、同步,环,环等零,件,件,均,可,可采用,冷,冷锻精,密,密成形,工,工艺,达,达到净,形,形或近,净,净形。,据,据英国,诺,诺丁汉,大,大学,Pstandrin,介绍,在,在汽车,上,上大约,有,有40,种,种冷锻,成,成形件,。,。,汽车中,的,的冷锻,件,件,汽车中,的,的冷锻,件,件,汽车中,的,的冷锻,件,件,据有关,资,资料表,明,明，冷,锻,锻件的,生,生产对,汽,汽车的,依,依附性,很,很强。,一,一般国,家,家冷锻,件,件的80%是,汽,汽车锻,件,件，每,辆,辆汽车,上,上的冷,锻,锻成形,件,件大体,在,在70kg以,上,上，这,还,还不包,括,括每辆,汽,汽车使,用,用的紧,固,固件。,到,到目前,为,为止,我,我国生,产,产的轿,车,车上的,冷,冷锻件,重,重量不,足,足20kg相,当,当于发,达,达国家,的,的一半,开发,潜,潜力很,大,大。,汽车中,的,的冷锻,件,件,汽车制,造,造中有,很,很多零,部,部件，,要,要求耐,疲,疲劳、,质,质量轻,和,和尺寸,精,精确，,而,而冷锻,技,技术正,好,好对提,高,高零部,件,件的疲,劳,劳强度,和,和零件,尺,尺寸精,度,度特别,有,有利，,因,因此，,冷,冷锻技,术,术在汽,车,车零部,件,件制造,业,业中所,占,占的比,重,重不断,增,增大。,汽车中的冷,锻,锻件,要求锻造设,备,备吨位大、,刚,刚度和精度,高,高,对模具强度,、,、刚度和寿,命,命提出了较,高,高的要求,要求坯料材,质,质均匀，杂,质,质少，无缺,陷,陷，尺寸精,度,度高，表面,质,质量好，下,料,料精确,坯料或毛坯,一,一般需经热,处,处理、润滑,处,处理、中间,退,退火和再润,滑,滑等附加工,序,序,冷锻工艺的,缺,缺点,数值模拟技,术,术,新,技术的革命,20世纪70年代塑性,有,有限元理论,和,和计算机技,术,术的飞速发,展,展而发展,在冷锻成形,工,工艺领域,有,有限元数值,模,模拟技术可,以,以很直观地,得,得到金属流,动,动过程的应,力,力、应变、,模,模具受力、,模,模具失效情,况,况及锻件可,能,能出现的缺,陷,陷情况。,新,技术的革命,以上重要信,息,息的获得对,合,合理的模具,结,结构,模具,的,的选材、热,处,处理及成形,工,工艺方案的,最,最终确定有,着,着重要的指,导,导意义。,改变了传统,的,的设计理念,和,和工艺规划,流,流程。,新,技术的革命,通过对整个,冷,冷挤成形过,程,程的模拟，,计,计算出所需,要,要的变形力,，,，进而进行,设,设备的优化,选,选择。,十字轴冷挤,成,成形模拟,十字轴冷挤,成,成形模拟,通过对成形,过,过程中应力,和,和应变分布,情,情况的分析,，,，校验模具,的,的结构设计,以,以及材料的,选,选择,十字轴冷挤,成,成形模拟,十字轴冷挤,成,成形模拟,十字轴冷挤,成,成形模拟,通过,DEFORM,软件来实现,物,物理试模过,程,程，考察该,产,产品多工步,设,设计方案的,可,可能性。,轴套冷模锻,多,多工序模拟,轴套冷模锻,多,多工序模拟,请各位同行,指,指正,谢 谢！,9,、,静,静,夜,夜,四,四,无,无,邻,邻,，,，,荒,荒,居,居,旧,旧,业,业,贫,贫,。,。,。,。11,月,月-2211,月,月-22,Friday,November4,2022,10,、雨中,黄,黄叶树,，,，灯下,白,白头人,。,。20:19:5120:19:5120:19,11/4/20228:19:51PM,11,、以我,独,独沈久,，,，愧君,相,相见频,。,。11月-2220:19:5120:19,Nov-2204-Nov-22,12,、故,人,人江,海,海别,，,，几,度,度隔,山,山川,。,。20:19:5120:19:5120:19,Friday,November4,2022,13,、乍见翻,疑,疑梦，相,悲,悲各问年,。,。11月-2211月-2220:19:5120:19:51,November4,2022,14,、他乡生,白,白发，旧,国,国见青山,。,。04 十,一,一月 20228:19:51,下,下午20:19:5111月-22,15,、比不了得,就,就不比，得,不,不到的就不,要,要。十一月 228:19,下,下午11月-2220:19,November 4,2022,16,、行动出成,果,果，工作出,财,财富。2022/11/420:19:5120:19:51,04 November 2022,17,、做前，能,够,够环视四周,；,；做时，你,只,只能或者最,好,好沿着以脚,为,为起点的射,线,线向前。8:19:51 下午8:19,下,下午20:19:5111月-22,9,、没有失败,，,，只有暂时,停,停止成功！,。,。11月-2211月-22,Friday,November 4,2022,10,、,很,很,多,多,事,事,情,情,努,努,力,力,了,了,未,未,必,必,有,