机械制造工艺与设备

张琦，曹苗，张帅，等

机械制造工艺与设备

汽车轮毂铸锻一体化制造工艺

张琦，曹苗，张帅，等

目的：为了降低零件重量、提高零件质量，铝合金轻量化零件生产工艺得到广泛关注。本文以17英寸汽车轮毂为研究对象，提出铸锻一体化成形工艺生产汽车轮毂的新方法，建立铝合金A356汽车轮毂的有限元模型，分析工艺参数对零件质量的影响；对轮毂不同部位的金相组织及缩孔率进行分析，比较铸锻一体化轮毂锻造区域与铸造区域的性能。方法：利用Hyperworks软件的Optistruct模块进行拓扑优化分析，在保证零件使用性能的条件下，减少材料。优化区域为轮毂的7个轮辐区及轮毂中心区域，优化变量为优化区域离散单元的假想密度，优化目标为应变能最小。优化后的轮毂模型比优化前轮毂的质量减少了10%。铸锻一体化工艺是一种新工艺，兼具铸造和锻造工艺的优点，对于形状复杂、使用性能要求高的铝合金零件如汽车轮毂都可在同一套模具中完成铸造和锻造，改善铸造过程中的缺陷。铸锻一体化成形工艺的主要工作流程主要有4步：压射活塞将合金液压铸到型腔中；合金液在压射活塞的压力下结晶、凝固，可能会产生缩孔等缺陷，在壁厚处可能存在热效应；冲头对已凝固的工件进行锻造（锻造量通常较小）；开模、取件，锻造过程中产生的余料将通过推动压射活塞下移从进出料口处挤出。本文采用FORGE软件对铸锻一体化工艺成形过程中各参数对锻造力及见质量的影响规律进行分析。……