大落差前轴精细制坯辊锻成形工艺研究

刘云贺，刘 岩，刘嘉辰，曲 婧

（太原科技大学 材料科学与工程学院，山西 太原 030024）

0 引言

低地板公交车采用大落差前轴，以实现降低地板高度、提高上下车方便性和运输效率的目的。大落差前轴作为低地板客车的关键技术之一，承受着较大的载荷，要求具有较高的强度和疲劳寿命[1]。大落差前轴精细制坯辊锻－整体模锻工艺采用精细制坯辊锻，实现工字形截面的成形及右端“拳头”的制坯，整体模锻成形是对两端“拳头”的成形，对工字形截面只起整形作用，因此所需模锻设备吨位小[2，3]。本文采用Deform-3D软件，建立了大落差前轴精细制坯辊锻的有限元模拟，分析了成形过程中各道次的温度场、应变场的分布情况，以及模具的载荷情况，为大落差前轴精细制坯辊锻－整体模锻工艺研究提供了模拟层面的参考。

1 成形工艺分析

大落差前轴锻件三维造型如图1所示，锻件采用45钢，重量137kg。弹簧板和中间工字梁部分，具有深而窄的工字形截面，不易充满；前轴的弹簧板部位与中间工字梁之间有较大落差，因而成形工艺复杂。若采用粗制坯辊锻－整体模锻工艺，需要大型热模锻压机生产线，设备成本过高，建设周期长，所以采用三道次精细制坯辊锻→弯曲→整体模锻的工艺方案。精细制坯辊锻是对前轴工字形截面成形从而基本达到锻件尺寸，整体模锻是对拳头部位进行成形和对精细制坯部分进行整形。精细制坯辊锻是介于制坯辊锻和成形辊锻之间的一种工艺，更接近成形辊锻，但辊锻件没有达到锻件所需形状和尺寸，还需要整体模锻来进一步成形。……