右转向节臂锻造工艺的设计及数值模拟

文/吴跃，陈文琳，郭震·合肥工业大学材料科学与工程学院

右转向节臂锻造工艺的设计及数值模拟

文/吴跃，陈文琳，郭震·合肥工业大学材料科学与工程学院

节能、安全、舒适和环保是当今世界发展的主题，而轻里化是实现上述目标最有效的途径。铝合金锻件具有密度小、比强度高和比刚度高等一系列优点，已在航空航天、交通运输、船舶、兵器等各个领域广泛应用 。汽车转向节臂在汽车的转向系统中起着非常重要的作用，其对结构及力学性能有着较高的要求。传统的铣削加工效率低，且破坏了金属内部的流线，因此采用锻造方式生产汽车转向节臂。

本文以某汽车右转向节臂为例，通过对锻件结构和工艺进行分析，确定坯料尺寸。根据生产实际设计了拔长→终锻的锻造工艺。对制坯和终锻过程进行了有限元建模和数值模拟，根据终锻充填情况调整了拔长坯料的尺寸，并分析了终锻过程中坯料的充填、等效应变、温度等的分布情况，为汽车转向节臂的工艺设计和实际生产提供了可靠依据。

锻件工艺设计

工艺分析

图1 右转向节臂锻件二维图

图2 右转向节臂锻件三维图

右转向节臂锻件图如图1所示，属于长轴类锻件，总长度为231.5mm。其杆部的一端有两节截面面积变化不大的台阶，杆中间部分的截面由φ38mm的圆过渡到38mm×27mm的矩形，后接φ38mm的3/4圆柱体。锻件上下对称，分型面取在中间，拔模斜度为7°。锻件整体上形状较为简单，头部有伸出的枝芽，制坯时需要在此更多地聚料，以保证头部能够充满。……