非对称式四拐曲轴辊锻制坯模结构优化.pdfVIP

10 DieandMouldTechnologyNo．22014 文章编号 ：1001—4934(2014)02—0010—05 非对称式四拐 曲轴辊锻制坯模结构优化 林 洪 (重庆工业职业技术学院 机械学院，重庆 401120) 摘 要 ：某四拐 曲轴在辊锻 制坯 工艺过程 中，坯料 的端部和腰杆部位过渡 处出 “耳朵”缺陷。运用有 限元仿真软件 Deform 对辊锻 制坯过程进行仿真分析 ，研 “耳朵”缺陷产生的机理，据此提 出优化改进方案。最终确定第一、二两道次腰杆部 所对应与模具型槽 间的距 离以及模 口处过渡 圆角 ，从而保证获得合格锻件 。 关键词 ：曲轴 ；相位角；有限元 ；辊锻 中图分类号 ：TG316．3 文献标识码 ：A Structureoptimizationofroll—forgingdieforcranksha~ withasymmetricofurthrows LIN Hong Abstract：Duringroll-forgingprocessofthefourthrow crankshaftpreform ing，eardefects appearsin the transition region of the end and the spine．The roll-forging preforming processwasanalyzedwith thefinite elementsimulation softwareDeform ．Reasonsforthe appearanceofeardefectswerestudiedandthusoptimizationplanswereproposed．Finally， with thedeterminationofthedistancebetweendiegroovesforspineregion inthefirstand second step and themouth fillet，qualified forgingswereobtained． Keywords：crankshaft；phaseangle；finiteelement；roll—forging 现 究 位 的质量，为了得到合格的曲轴锻件 ，往往会增加 0 引 目 制坯工序 ，制坯越是精细所得 曲轴质量越好 。 随着科技 的不断进步 ，有 限元技术越来越多的 曲轴作为汽车发动机主要零部件其受力情 应用于锻造领域 ，借助有 限元技术可 以实现对 况非常复杂，承受着冲击 以及扭转等合力的作 整个锻造过程的高效仿真，以此来优化模具设 用 ，故对其机械性能要求非常高[1]。传统铸造 计、缩短开发周期_3j。 工艺很难满足要求 ，且 已逐渐被锻造工艺所替 图 1所示为 四拐 曲轴 的三维模 型 。从 图 1 代。经锻造工艺所得曲轴不仅具有 良好的机械 中可知，该曲轴具有较为复杂的空间结构，平衡 性能，同时其 内部组织晶粒也得到细化，使得耐 板数量较多且结构 、形状差异度较大 ，属于成形 磨性等其他性能得到极大提升l2]。常规的锻造 难度较大的一类锻件 。在精细制坯过程 中，发 工艺很难保证带相位角一类空间结构复杂 曲轴 现有大批量的坯料 出现 “耳朵 ”缺陷 (见图2)，该 收稿 日期 ：2013-12—02 基金项 目：重庆市 自然科学基金重点项 目(CSTC，2009BA4O65)；国家重大专项 (GO9OO3．8-1)。 作者简介 ：林 洪 (1973一)，女 ，讲师 。