转向节叉冷挤压工艺分析
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万方数据
模具技术２００９．Ｎｏ．３
２５
禺黼 饕毋
图１转向节叉冷挤压件
在初始工艺方案中导致反挤模具寿命低的 主要原因有：反挤压变形量过大，由于叉形部分 与底部中心不在同一轴线上，反挤过程中凸模 受到很大的偏载。容易使其折断。为便于分析 凸模承受偏载状况，建立如图４所示的三维有 限元模型，过压力中心将凸模分为左右两部分， 提取反挤过程中凸模各部分受力情况的结果 （图５）来分析，发现凸模左半部的挤压力峰值约 ９５０ ｋＮ，而右半部最大挤压力已超过１ ７００ ｋＮ， 可知左右两部分的偏载约为７５０ ｋＮ，偏载现象 非常严重。若将左右两部分挤压力相加，所得 总挤压力约２ ６５０ ｋＮ，凸模受力条件恶劣。
4.赵震.陈军.吴公明 冷温热挤压技术 2008
相似文献(0条)
本文链接：/Periodical_mjjs200903008.aspx
下载时间：2010年5月26日
４ 结论
４７
从表２中可得出：加工效率提高了４９．５％。通 过一段时间的使用，证明刀具平均寿命提高了２ ～３倍，消除了原来加工时的断刀现象。
参考文献：
［１］孙祖和．ＭａｓｔｅｒＣＡＭ设计和制造范例解析 ［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３．
［２］谭雪松，李小龙，钟廷志．ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ６．０中文版基 础培训教程［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００８．
（上接第２０页） Ｅ３３ 郑志军．高岩．块体纳米晶材料的大塑性变形
制备技术ＥＪ３．材料导报，２００８，２２（１）：９０—９３． ［４］薛克敏，吕炎，王广春，等．扭压复合加载变形
过程的理论分析［Ｊ３．机械工程学报，１９９６，３２
（１）：７４—７８．
［５］薛克敏，吕炎，刘海华，等．扭一压复合加载变
形基础的研究［Ｊ］．金属成形工艺，１９９４，１２
０ 引言
１转向节叉冷挤压件
转向节又是汽车转向系统上的联轴节，工 作时需要承受复杂的交变应力，对强度和刚度 要求较高，因此传统冲裁［１］和热锻工艺［２］所得 转向节叉的机械性能难以满足需求，特别是在 电机直接带动转向的汽车转向系统中。冷挤压 工艺是一种精密成形工艺，具有少无切削、良好 的表面质量以及优异的综合机械性能［３］３。下面 以某型号转向节又零件为例，研发其冷挤压生 产工艺。
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∞ 茁ｎ ＾
。＼ ＼．
：ｏ ｑ Ｎ
／。 ．／
图６改进工艺方案
对改进方案中的复合挤压工序进行有限元 分析，凸模左半部最大挤压力为７３０ ｋＮ，凸模右 半部最大挤压力为９８０ ｋＮ，如图７所示。若将 二者相加，凸模的总挤压力为１ ７１０ ｋＮ，凸模偏 载仅为２５０ ｋＮ。与初始方案相比，总挤压力减 小了９４０ ｋＮ，偏载减少５００ ｋＮ，模具的受力和 偏载情况得到了明显改善。
＠
圈７改进工艺中凸模偏载情况
万方数据
围８优化后的凸模结构
（下转第４７页）
模具技术２００９．Ｎｏ．３
（１）两者均为纯切削时间。 （２）ＭａｓｔｅｒＣＡＭ软件所编程有断刀记录， 表面粗糙度高。 （３）ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ软件所编程无断刀记录， 表面粗糙度有显著降低。 （４）ＭａｓｔｅｒＣＡＭ软件所编程加工时刀具磨 损较为明显。
２初始工艺设计
考虑到零件的成形难度，采用多次冷挤压 工序成形，按常规思路可得如图２所示的初始 工艺路线，即棒料球化退火后制坯，再经镦粗预 成形，最后反挤成形。工艺试验时，发现反挤凸 模易出现断裂现象（图３），模具寿命低无法满足 生产。
（ａ）下料
（ｂ）镦粗
（ｃ）反挤
图２初始工艺方案
图３断裂的凸模
万方数据
中图分类号：ＴＧ３７６．３
文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｙｏｋｅ ｉｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒ－ ｔｉｅｓ，ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ．Ｂｕｔ ｔｈｅ ｔｏｏｌ ｌｉｆｅ ｗａｓ ｖｅｒｙ ｓｈｏｒｔ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｐｕｎｃｈ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｃｈｅｍｅ．Ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｌａｙ ｉｎ ｔｈｅ ｂｉａｓ ｌｏａｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｐｕｎｃｈ．Ｔｈｕｓ ａｎ ｉｍ· ｐｒｏｖｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｃｈｅｍｅ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ａｌｓｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｔｏ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｆｏｒｃｅ，ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｌｏａｄ·ｂｉａｓ ｏｎ ｐｕｎｃｈ，ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｔｏｏｌ ｌｉｆｅ，ａｎｄ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｙｏｋｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｙｏｋｅ；ｃｏｌｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ；ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ
２４
文章编号：１００１—４９３４（２００９）０３—００２４－０３
Ｄｉｅ ａｎｄ Ｍｏｕｌｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎ０３．２００９
转向节叉冷挤压工艺分析
朱 胜１，胡成亮２，季微微１，袁兆峰１，蔡 冰
（１．江苏森威精锻有限公司，江苏 大丰 ２２４１００； ２．上海交通大学 塑性成形工程系，上海 ２０００３０）
。’ｏ’ｌ ｏ。。。ｌ。’‘。
右半部—ｏ
ｌ－●－－
ｊ－
重
劫。？ 去 、．一‘
３．２模具结构优化
传统凸模设计采用台阶式结构，在单位挤 压力较大的条件下，台阶处易因应力集中而出 现损坏。为进一步提高凸模寿命，将常见的组 合凹模结构应用到反挤凸模上，一方面可以有 效降低应力集中对凸模的影响，另一方面可以 提高凸模强度。由于凸模的受力状况和运动形 式与凹模均不相同，组合凸模结构与组合凹模结 构在结构和过盈量设计上有所区别，即要求回程 时组合结构能使凸模越收越紧，如图８所示。
［３１胡成亮，王强，刘全坤，等．直齿轮冷锻三维数值 模拟与实验［Ｊ］．模具技术，２００５，（６）：３－６．
［４］赵震，陈军，吴公明．冷温热挤压技术［Ｍ］．北 京：电子工业出版社，２００８．
万方数据
转向节叉冷挤压工艺分析
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
朱胜， 胡成亮， 季微微， 袁兆峰， 蔡冰 朱胜,季微微,袁兆峰,蔡冰(江苏森威精锻有限公司,江苏,大丰,224100)， 胡成亮(上海交通 大学,塑性成形工程系,上海,200030)
Ｄｉｅ ａｎｄ Ｍｏｕｌｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎ０３．２００９
整形前，采用复合挤压工序进行预成形，预成形 过程中在叉部反挤压成形的同时通过正挤压出 底部，在底部充满型腔时，叉部也正好成形到 位，与单纯反挤压相比金属流动相对容易且挤 压力要小。在复合挤压件设计时，增大了叉部 的大径，变形量￡Ｆ减小到６３％，查诺模图［４］可 知，凸模受到的单位挤压力减小到１ ８２９ ＭＰａ。
过大致使模具寿命过短的不足，本文提出“制坯 一预成形一复合挤压一叉形减径”的改进工艺 方案，实现了转向节叉零件的批量生产。
（２）借助有限元分析模具偏载情况，利用复 合挤压工序减小凸模受力，增加减径整形工序 降低偏载，同时采用组合结构提高凸模强度，从 而提高模具寿命，降低转向节叉单件成本。
参考文献：
（ａ）挤压件实物
根据某型号转向节叉零件的要求设计出冷 挤压件图，如图１所示，该零件由叉部和底部组 成，叉部约为底部高度的１．５倍，且叉部和底部 中心位置偏心２．７５ ＩＴｌｍ，零件不完全对称。该 转向节叉的材料为４５＃钢，属中碳钢，又经计算 得其挤压变形量超过７０％，冷挤压成形的难度 很大。
收稿日期：２００８—１２—２４ 作者简介：朱胜（１９８４一），男，助理工程师。
（５）：２２９—２３１．
Ｅ６３陈彬，林栋梁，曾小勤．等．深度塑性变形法的 研究现状和前景［Ｊ３．材料导报，２００６，２０（９）：
７３—７６．
留弛器学功皋留峋昏努电器簪砭舄努弛黔窖也薄窑弛器零塔啦昏窜电萍留均器替甥屯寥嗤艮零螭牙她岛簪塌融琴崤耳寥塌鼠簪甥勘零辑鹕祭狃鹕箸皂努弛再
（上接第２６页）
通过工艺改进和模具结构优化，经工艺试 验获得了如图９（ａ）所示的冷挤压件，经检测尺 寸合格。观察挤压件的金属流线如图９（ｂ）所 示，流线完整且分布合理，利于提高转向节叉的 综合机械性能。经统计，模具寿命约７ ０００～ １０ ０００次，转向节叉零件冷挤压生产工艺稳定。
（ｂ）流线照片
图９工艺试验结果
４ 结论
（１）针对初始工艺方案中因偏载及挤压力
［１］虞跃生，杨宏伟，李少兵．轻型车转向万向节叉 冲压工艺的研究ＥＪ３．汽车工艺与材料，２００３，
（１１）：２１－２３．
［２３周永强，周杰。王梦寒．万向节叉热成形过程模 拟研究［Ｊ３．锻压技术．２００２，２７（２）：６－７．
≥半洲； 图４有限元模型
＼ 左半瓢 、、。
蚕
稼
锑
｛ 、ｊ
｛
√．矿 。石＾：ｆ
．Ｉ Ｉ＿Ｉ
１．．。
时间／ｓ 图５反挤凸模偏载分析
３改进工艺分析
２６
３．１改进工艺方案
针对初始工艺方案在工艺试验中出现的问 题，提出如图６所示的改进工艺方案，即“制坯 一预成形一复合挤压一叉形减径”。与初始方 案相比，改进方案中增加了一道叉部的减径工 序，整形出尺寸合格的转向节叉锻件。在减径
摘 要：为满足转向节叉使用时对综合机械性能要求，拟采用冷挤压工艺进行生产，
初始工艺出现凸模断裂现象致使模具寿命偏低。采用有限元法分析了凸模偏载情况，
并针对初始工艺的不足提出了改进工艺方案，同时优化模具结构，减小了冷挤压力，降
低成形过程中的凸模偏载，提高了模具寿命，获得了稳定的转向节叉生产工艺。
关键词：转向节叉；冷挤压；有限元分析；优化设计
模具技术 DIE AND MOULD TECHNOLOGY 2009，""(3) 0次
参考文献(4条)
1.虞跃生.杨宏伟.李少兵 轻型车转向万向节叉冲压工艺的研究[期刊论文]-汽车工艺与材料 2003(11) 2.周永强.周杰.王梦寒 万向节叉热成形过程模拟研究[期刊论文]-锻压技术 2002(02) 3.胡成亮.王强.刘全坤 直齿轮冷锻三维数值模拟与实验[期刊论文]-模具技术 2005(06)
模具技术２００９．Ｎｏ．３
２５
禺黼 饕毋
图１转向节叉冷挤压件
在初始工艺方案中导致反挤模具寿命低的 主要原因有：反挤压变形量过大，由于叉形部分 与底部中心不在同一轴线上，反挤过程中凸模 受到很大的偏载。容易使其折断。为便于分析 凸模承受偏载状况，建立如图４所示的三维有 限元模型，过压力中心将凸模分为左右两部分， 提取反挤过程中凸模各部分受力情况的结果 （图５）来分析，发现凸模左半部的挤压力峰值约 ９５０ ｋＮ，而右半部最大挤压力已超过１ ７００ ｋＮ， 可知左右两部分的偏载约为７５０ ｋＮ，偏载现象 非常严重。若将左右两部分挤压力相加，所得 总挤压力约２ ６５０ ｋＮ，凸模受力条件恶劣。
4.赵震.陈军.吴公明 冷温热挤压技术 2008
相似文献(0条)
本文链接：/Periodical_mjjs200903008.aspx
下载时间：2010年5月26日
４ 结论
４７
从表２中可得出：加工效率提高了４９．５％。通 过一段时间的使用，证明刀具平均寿命提高了２ ～３倍，消除了原来加工时的断刀现象。
参考文献：
［１］孙祖和．ＭａｓｔｅｒＣＡＭ设计和制造范例解析 ［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３．
［２］谭雪松，李小龙，钟廷志．ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ６．０中文版基 础培训教程［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００８．
（上接第２０页） Ｅ３３ 郑志军．高岩．块体纳米晶材料的大塑性变形
制备技术ＥＪ３．材料导报，２００８，２２（１）：９０—９３． ［４］薛克敏，吕炎，王广春，等．扭压复合加载变形
过程的理论分析［Ｊ３．机械工程学报，１９９６，３２
（１）：７４—７８．
［５］薛克敏，吕炎，刘海华，等．扭一压复合加载变
形基础的研究［Ｊ］．金属成形工艺，１９９４，１２
０ 引言
１转向节叉冷挤压件
转向节又是汽车转向系统上的联轴节，工 作时需要承受复杂的交变应力，对强度和刚度 要求较高，因此传统冲裁［１］和热锻工艺［２］所得 转向节叉的机械性能难以满足需求，特别是在 电机直接带动转向的汽车转向系统中。冷挤压 工艺是一种精密成形工艺，具有少无切削、良好 的表面质量以及优异的综合机械性能［３］３。下面 以某型号转向节又零件为例，研发其冷挤压生 产工艺。
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图６改进工艺方案
对改进方案中的复合挤压工序进行有限元 分析，凸模左半部最大挤压力为７３０ ｋＮ，凸模右 半部最大挤压力为９８０ ｋＮ，如图７所示。若将 二者相加，凸模的总挤压力为１ ７１０ ｋＮ，凸模偏 载仅为２５０ ｋＮ。与初始方案相比，总挤压力减 小了９４０ ｋＮ，偏载减少５００ ｋＮ，模具的受力和 偏载情况得到了明显改善。
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圈７改进工艺中凸模偏载情况
万方数据
围８优化后的凸模结构
（下转第４７页）
模具技术２００９．Ｎｏ．３
（１）两者均为纯切削时间。 （２）ＭａｓｔｅｒＣＡＭ软件所编程有断刀记录， 表面粗糙度高。 （３）ＰｏｗｅｒＭＩＬＬ软件所编程无断刀记录， 表面粗糙度有显著降低。 （４）ＭａｓｔｅｒＣＡＭ软件所编程加工时刀具磨 损较为明显。
２初始工艺设计
考虑到零件的成形难度，采用多次冷挤压 工序成形，按常规思路可得如图２所示的初始 工艺路线，即棒料球化退火后制坯，再经镦粗预 成形，最后反挤成形。工艺试验时，发现反挤凸 模易出现断裂现象（图３），模具寿命低无法满足 生产。
（ａ）下料
（ｂ）镦粗
（ｃ）反挤
图２初始工艺方案
图３断裂的凸模
万方数据
中图分类号：ＴＧ３７６．３
文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｙｏｋｅ ｉｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒ－ ｔｉｅｓ，ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ．Ｂｕｔ ｔｈｅ ｔｏｏｌ ｌｉｆｅ ｗａｓ ｖｅｒｙ ｓｈｏｒｔ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｐｕｎｃｈ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｃｈｅｍｅ．Ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｌａｙ ｉｎ ｔｈｅ ｂｉａｓ ｌｏａｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｐｕｎｃｈ．Ｔｈｕｓ ａｎ ｉｍ· ｐｒｏｖｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｃｈｅｍｅ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ａｌｓｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｔｏ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｆｏｒｃｅ，ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｌｏａｄ·ｂｉａｓ ｏｎ ｐｕｎｃｈ，ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｔｏｏｌ ｌｉｆｅ，ａｎｄ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｙｏｋｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｙｏｋｅ；ｃｏｌｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ；ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ
２４
文章编号：１００１—４９３４（２００９）０３—００２４－０３
Ｄｉｅ ａｎｄ Ｍｏｕｌｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎ０３．２００９
转向节叉冷挤压工艺分析
朱 胜１，胡成亮２，季微微１，袁兆峰１，蔡 冰
（１．江苏森威精锻有限公司，江苏 大丰 ２２４１００； ２．上海交通大学 塑性成形工程系，上海 ２０００３０）
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３．２模具结构优化
传统凸模设计采用台阶式结构，在单位挤 压力较大的条件下，台阶处易因应力集中而出 现损坏。为进一步提高凸模寿命，将常见的组 合凹模结构应用到反挤凸模上，一方面可以有 效降低应力集中对凸模的影响，另一方面可以 提高凸模强度。由于凸模的受力状况和运动形 式与凹模均不相同，组合凸模结构与组合凹模结 构在结构和过盈量设计上有所区别，即要求回程 时组合结构能使凸模越收越紧，如图８所示。
［３１胡成亮，王强，刘全坤，等．直齿轮冷锻三维数值 模拟与实验［Ｊ］．模具技术，２００５，（６）：３－６．
［４］赵震，陈军，吴公明．冷温热挤压技术［Ｍ］．北 京：电子工业出版社，２００８．
万方数据
转向节叉冷挤压工艺分析
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
朱胜， 胡成亮， 季微微， 袁兆峰， 蔡冰 朱胜,季微微,袁兆峰,蔡冰(江苏森威精锻有限公司,江苏,大丰,224100)， 胡成亮(上海交通 大学,塑性成形工程系,上海,200030)
Ｄｉｅ ａｎｄ Ｍｏｕｌｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎ０３．２００９
整形前，采用复合挤压工序进行预成形，预成形 过程中在叉部反挤压成形的同时通过正挤压出 底部，在底部充满型腔时，叉部也正好成形到 位，与单纯反挤压相比金属流动相对容易且挤 压力要小。在复合挤压件设计时，增大了叉部 的大径，变形量￡Ｆ减小到６３％，查诺模图［４］可 知，凸模受到的单位挤压力减小到１ ８２９ ＭＰａ。
过大致使模具寿命过短的不足，本文提出“制坯 一预成形一复合挤压一叉形减径”的改进工艺 方案，实现了转向节叉零件的批量生产。
（２）借助有限元分析模具偏载情况，利用复 合挤压工序减小凸模受力，增加减径整形工序 降低偏载，同时采用组合结构提高凸模强度，从 而提高模具寿命，降低转向节叉单件成本。
参考文献：
（ａ）挤压件实物
根据某型号转向节叉零件的要求设计出冷 挤压件图，如图１所示，该零件由叉部和底部组 成，叉部约为底部高度的１．５倍，且叉部和底部 中心位置偏心２．７５ ＩＴｌｍ，零件不完全对称。该 转向节叉的材料为４５＃钢，属中碳钢，又经计算 得其挤压变形量超过７０％，冷挤压成形的难度 很大。
收稿日期：２００８—１２—２４ 作者简介：朱胜（１９８４一），男，助理工程师。
（５）：２２９—２３１．
Ｅ６３陈彬，林栋梁，曾小勤．等．深度塑性变形法的 研究现状和前景［Ｊ３．材料导报，２００６，２０（９）：
７３—７６．
留弛器学功皋留峋昏努电器簪砭舄努弛黔窖也薄窑弛器零塔啦昏窜电萍留均器替甥屯寥嗤艮零螭牙她岛簪塌融琴崤耳寥塌鼠簪甥勘零辑鹕祭狃鹕箸皂努弛再
（上接第２６页）
通过工艺改进和模具结构优化，经工艺试 验获得了如图９（ａ）所示的冷挤压件，经检测尺 寸合格。观察挤压件的金属流线如图９（ｂ）所 示，流线完整且分布合理，利于提高转向节叉的 综合机械性能。经统计，模具寿命约７ ０００～ １０ ０００次，转向节叉零件冷挤压生产工艺稳定。
（ｂ）流线照片
图９工艺试验结果
４ 结论
（１）针对初始工艺方案中因偏载及挤压力
［１］虞跃生，杨宏伟，李少兵．轻型车转向万向节叉 冲压工艺的研究ＥＪ３．汽车工艺与材料，２００３，
（１１）：２１－２３．
［２３周永强，周杰。王梦寒．万向节叉热成形过程模 拟研究［Ｊ３．锻压技术．２００２，２７（２）：６－７．
≥半洲； 图４有限元模型
＼ 左半瓢 、、。
蚕
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锑
｛ 、ｊ
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√．矿 。石＾：ｆ
．Ｉ Ｉ＿Ｉ
１．．。
时间／ｓ 图５反挤凸模偏载分析
３改进工艺分析
２６
３．１改进工艺方案
针对初始工艺方案在工艺试验中出现的问 题，提出如图６所示的改进工艺方案，即“制坯 一预成形一复合挤压一叉形减径”。与初始方 案相比，改进方案中增加了一道叉部的减径工 序，整形出尺寸合格的转向节叉锻件。在减径
摘 要：为满足转向节叉使用时对综合机械性能要求，拟采用冷挤压工艺进行生产，
初始工艺出现凸模断裂现象致使模具寿命偏低。采用有限元法分析了凸模偏载情况，
并针对初始工艺的不足提出了改进工艺方案，同时优化模具结构，减小了冷挤压力，降
低成形过程中的凸模偏载，提高了模具寿命，获得了稳定的转向节叉生产工艺。
关键词：转向节叉；冷挤压；有限元分析；优化设计
模具技术 DIE AND MOULD TECHNOLOGY 2009，""(3) 0次
参考文献(4条)
1.虞跃生.杨宏伟.李少兵 轻型车转向万向节叉冲压工艺的研究[期刊论文]-汽车工艺与材料 2003(11) 2.周永强.周杰.王梦寒 万向节叉热成形过程模拟研究[期刊论文]-锻压技术 2002(02) 3.胡成亮.王强.刘全坤 直齿轮冷锻三维数值模拟与实验[期刊论文]-模具技术 2005(06)