汽车铝合金控制臂的模锻成形

积 ，如 图３ 中的 曲线所示 。
１０ ６ ０ １０ ４ ０ 兰 １０ ２ ０
Ｊ
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ｌ
制 臂是 汽车转向系统 中的关键部件 ，其 要求性能稳定 、
强度高 。为提高生产的稳定和 高效性 ，采用辊锻制坯工 艺替 代传统的 自由锻制坯工艺 ，可减 少 自由锻制坯的随
１０ ０ ０
２ 辊锻工 艺的确定 ．
（ ）控制 臂截面 面积 的计算 １ 采用 三维造 型软 件
中段 最小 截 面 面积 Ｆ… ＝３ ０ ７ ｍｍ ，原 始截 面 面
积 ＝３１ ２ ｍｍ ０ ． ４× ０ Ｘ２ ｍｍ＝１５ ｍｍ ２６ ， 。 １ 。代 取 ． ５
造 型 （ 图２ 见 ）后 ，用 平 面剖 切 截面 面 积 ， 自动计 算 各个截面 ，导入￣ Ｅ ｊ Ｉ ＸＣＥ 软件 中作 出锻 件各个 截面面 Ｌ
４ 实际生产 与模拟 的对比 ．
根据数 值模拟情 况Βιβλιοθήκη ，进行辊 锻和模锻 模具 的设计 与
制 造。 图１ 和 图ｌ分 别为制坯模 拟成形与 实际生产成形 ０ １
图７ 辊锻第３ 道次温 度分布
的结 果 对 比 。
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４ ｍｍ，长 为 １５ ｍ。 ０ ６ｒ ａ
（）辊 锻道次 和坯料 的确定 由于 中 间段截 面面 ３
积变化最大 ，辊锻道次数按 中间段 来计 算 ，公式 如下 ：
月＝１ ／ 。 ｇ ｌ ｇ
式中
图 ｌ 上控制 臂毛坯
——总延伸 系数 ，
。 — —
＝ ｏ ； Ｆ
为平均延伸 系数 ，取 。 ． ．。 ＝１ ４～１ ６
５ 辊锻第 ｌ 次温度分布 道
中坯料温度 的分 布状态 。
一篓
６ 辊 锻第２ 道次 温度分布
图９ 模锻温度分 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。
图２ 锻件三维造 型
所示 。
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汽车零部件翻造技术专题
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由模拟得 出的温度 分布可知 ，辊 锻过程 中变形程度
入上式 中 ，计算结果 为 ：ｎ ３叭 。因此 中段辊锻次数 定 ＝． 为３ 道次 。同样计算左段 的辊锻次 数为１ 道次 。 （ ）辊锻坯 件形状 的确定 ４ 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 （ 变 ）一椭 圆一椭 圆 。最终 确定辊锻 坯形状如 图４ 不
１ 控制臂的结构及工艺分析 ．
图１ 所示为转 向系统 中的一上 控制 臂设计 图样 ，其 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
长度 Ｌ ｍ ， ｍ
图３ 控制臂截面 面积 分布
（ ）原始坯料 尺寸 的确定 ２
４ ． ０ １
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大 的 中间段温 度较高 ，辊 锻第 １ 、３ 、２ 道次 的温度 变化
在成形温 度范 围内 ，即坯料 在此范 围有 较高 的塑性 ，利 于成形 。
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（ ）模锻 成形 模拟 ２
该控 制 臂锻件 模锻 成形 的设
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 ，
具体生 产工艺流 程为 ：圆棒下料 一清洗 一感应加 热一辊 锻制坯 一模锻成形 一切边 一固溶热处理 一时效强化 。
面积的分布情况 ，将辊锻 坯件分为３ 段，如图３ 中的折线 所示 。左端截面面 积居中 ，中部为斜线 ，截面最小 ，右 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
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意性和 高劳动强度 ，同时可大幅提高生 产效率。
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３Ｏ ５
备采用双盘螺旋 摩擦压 力机 ，模 锻成形模具 的３ Ｄ造型如
图８ 示 。 所
图４ 最终辊 锻坯
３ 辊 锻成形及模锻成形数值模拟 分析 ．
（ ）辊 锻 成 形 模拟 １ 按 实 际 设 备情 况 ，辊锻 采 用 １ ５ 辊锻 机 。采 用 三维 软 件建 立 辊 锻成 形 模具 的 ２型 ３ 型 。用有 限元软 件进 行数值 模拟 分析 ，坯料 选用 Ｄ造
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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 ２ １０ ） 包其华 ４ １０ 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 代步 工具 。汽车 轻 量化 的要求 日益 提 高 ，以 “ ” 代 铝 “ 铁”的结构件在汽车零部件 上的应用越来越广泛 。控
Ａｌ Ｓｌ Ｍｇ ｉ材料模 型 ，模具视为 刚性 。采 用粘塑性有 限元
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