RR法全纤维曲轴弯曲镦锻成形的数值模拟

江 跃

(双鸭山广播电视大学，黑龙江双鸭山155100)

大型曲轴全纤维弯曲镦锻成形按其装置原理和结构的不同，主要有RR法和TR法两种［1］.目前在我国大型曲轴的生产中使用较多的是RR法［2］.

弯曲镦锻工艺自20世纪30年代提出以来，经过了近一个世纪的发展，但在工艺实践中仍存在一些技术问题尚未较好解决，如曲柄臂角部塌角缺陷等［3］，缺陷产生的原因主要是工艺参数和模具不合理.

近年来有限元数值模拟技术的进步为合理工艺的制定和模具设计提供了先进手段，通过对曲轴弯曲镦锻过程数值模拟并结合试验研究，得出曲轴弯曲镦锻的成形规律，考察工艺方案的可行性并可进行成形中模具参数的优化，对于提高全纤维曲轴的质量具有十分重要的意义.

本文针对天津天重曲轴厂目前实际生产中所加工的12V280曲轴，对RR法加工全纤维曲轴的过程进行了数值模拟.数值模拟在大型非线性有限元软件MARC平台上进行.

1 有限元计算模型

12V280曲轴的毛坯尺寸如图1所示，锻件尺寸如图2所示.考虑到结构的对称性，取原结构的1/2作为分析模型，如图3所示.模具视为不可变形的刚体.

有限元计算模型采用8节点六面体单元，单元数为4064，节点数为4805;曲轴材料为42CrMoA，曲轴变形时温度约为1100℃，成形时间约为5s，不考虑材料硬化的影响，采用等温理想弹塑性模型，在1100℃时的屈服应力σs约为95MPa［4］;实际生产中采用机油润滑剂，接触体之间的摩擦因子依据经验取为 μ =0.4.

由12V280曲轴的锻件图2可知，弯……