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汽车锻件开发技术的研究与应用

2021-01-23 16:31:53

随着汽车工业的迅猛发展,汽车的性能不断提高。表现在锻造零部件上,要求锻件组织结构和力学性能更好。下面这篇文章主要给大家讲述的内容是,汽车大型锻件的开放技术及应用。

并且汽车锻件有发动机用曲轴、连杆、凸轮轴、前桥、转向节、半轴、传动齿轮等部件,这些锻件外形复杂、重量轻、工况条件差、安全度要求高。所以高质量、几何形状复杂锻件的需求量越来越大,探索这些大型锻件的三维造型和锻造新工艺等技术对汽车锻件的开发尤为重要,对我国汽车工业的发展具有重要意义。

本文将逆向工程(RE)、计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助工程(CAE)等先进制造技术集成应用于汽车锻件开发过程中,建立一个完整的锻件开发技术系统。该技术系统的主要步骤为:锻件的三维数字化测量,获取锻件的表面数据;点云处理,构建曲线,重构曲面,实体化建模;锻件造型及热锻模具设计;锻件成形过程的数值模拟及工艺优化和模具失效分析。

汽车锻件

在逆向建模阶段,以汽车锻件连杆为实例,运用逆向工程软件Geomagic studio和UG Imageware对获取的的连杆测量模型进行点云处理,提取构建轮廓线或特征曲线的点云,用于CAD建模;在有限元模拟阶段中,以汽车锻件转向节为实例,运用塑性成形软件Deform-3D对锻件成形工艺进行数值模拟,得到成形过程中不同压下量的金属变形情况,材料流动规律,模具填充,锻造负荷,等效应力及应变分布等结果,并通过分析模拟结果,对工艺进行验证,为模具结构设计优化和成形工艺的制定提供依据。

结果表明,结合逆向工程技术和数值仿真模拟技术,在汽车大型锻件创新设计和生产制造过程中提出了新的看法。通过具体的锻件实例介绍了在逆向CAD建模和有限元数值模拟过程中的关键技术和实践技巧,及应用Deform-3D软件进行具体的CAE分析计算,解决了实际生产过程中的问题,缩短了汽车锻件研发的时间,降低了生产成本,提高了产品开发的效率,表明该项基础性研究工作对汽车大型锻件制造具有广泛地指导意义。

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