盘式转向节锻造工艺优化与过程模拟分析

摘要

某型汽车盘式转向节锻造过程中存在高裂纹率(10.00%)、高废品率(7.36%)的质量问题,经分析,由于原锻造工艺设计缺陷,导致易产生锻造折叠、裂纹和充不满模腔等缺陷。因此,开展锻造工艺优化,包括锻件工艺分析、绘制锻件图、选择设备吨位、锻造工艺工步优化、坯料设计和选定、热锻模模具优化设计等。设计两组工艺优化方案:方案1,下料(尺寸为Φ150 mm×280 mm)—镦粗(镦粗量为20 mm)—预锻(料段横放型腔)—终锻—切边;方案2,下料(尺寸为Φ150 mm×280 mm)—镦粗(镦粗量为50 mm)—预锻(料段立放型腔)—终锻—切边。结合有限元过程模拟,对比分析两种工艺方案的模拟质量结果,优化工艺方案。通过过程模拟结果和小批量试制验证对比证明:两组工艺优化方案得到的产品质量较原生产工艺均有所改善,其中方案2的效果更好,锻后废品率由原生产工艺的约7.36%降低至约1.01%,可优先考虑;与实际试制结果对比,过程模拟结果与实际基本吻合,具有可信性。最后,提出了一种理想工艺方案,作为未来锻造技术量产化开发和突破的研究方向。