第43卷第2期 Vol. 43No. 2
锻造
假压技
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
未端法兰热锻成形的数值模拟及工艺优化
薛丹丹，董万鹏，王傲寒
（上海工程技术大学材料工程学院，上海201620）
2018年2月 Feb.2018
摘要：针对末端法兰一次终锻成形出现的折叠缺陷间题，分析缺陷形成的原因，并基于Deform-3D有限元分析软件模拟末端法兰成形过程，结合正交试验优化工艺参数，提出制坏、预锻、终锻3步成形方法，调整坏料尺寸、摩擦系数、下压速度及终锻飞边厚度，有效地减小了锻件下模边缘、中孔和凸台的折叠角度，降低了开裂风险，最终锻出合格锻件。试验结果表明：当工艺参数满足坏料直径@50mm、长190mm、摩擦系数0.25、下压速度60mm·s-、预锻飞边4mm、终锻飞边3.8mm，并采用制坏-预锻-终锻3步成形方案时，锻件质量较优。通过实际生产验证了数值模拟结果的准确性和可靠性，获得了符合要求的产品。
关键词：末端法兰；热锻成形；折叠缺陷；Defom-3D；正交试验 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2018. 02. 002
中图分类号：TG31
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2018）02-0009-05
Numerical simulation and process optimization onhot forgingfor terminal flange
Xue Dandan, Dong Wanpeng, Wang Aohan
( School of Materials Engineering, Shanghai University of Engineering Seience, Shanghai 201620, China)
Buproaoy 'pazkeun sem uogruuoy 1aagap o uoseal aq *Sugaog [rug u ahur [ruusa a go aoep Suproy jo aroud aq oy aesqv to a finite element analysis by software Deform-3D, the forming process of the terminal flange was simulated, and the three-step forming method of blanking, pre-forging and final forging were proposed by orthogonal test to optimize the process parameters. Then, the blank size, friction coeficient, pressing speed and final forging flash thickness were adjusted, the folding angles of die edge, middle hole and boss were reduced effectively, and the risk of cracking was reduoed. Finally, the qualified forgings were obtained. The result shows that when the parameters with blank diameter of @50 mm, length of 190 mm, friction factor of 0. 25, pressing speed of 60 mm + s-', pre-forging flash thickness of 4 mm, final forging flash thickness of 3. 8 mm are chosen, the forging quality is better by adapting the scheme of blanking pre-forging final forging- Eventually , the accuracy and reliability of the simulation results are verified through the actual pro-duction, and the requirements of the product are met
Key words : terminal flange; hot forging; folding defect; Deform-3D; orthogonal test
随着汽车制造业的日益发展，以及对轻量化的不断追求，汽车零部件对银件要求越来越高，需要更加合理的成形工艺来保证锻件质量[1-2]。热锻成形通过高温改善金属塑性，降低锻压时金属的变形抗力及强度，能有效降低零件开裂风险，并降低所
收稿日期：20170816；修订日期：20171220
基金项目：中京锻压股件CAD.CAE设计项目资助（E4-6000-15-0256)；上海工程技术大学研究生科研创新项目资助(16KY0506)
作者简介：薛丹丹（1993-），女，额土研究生 E-mail: 13813733464@ 163. com
通讯作者：董万鹏（1976-），男，博士，副教投万方数据ail;dong@ sueseda en
需锻压机械的吨位[3-4]。末端法兰用于连接汽车轮毂，属于复杂不规则锻件，其锻件二维图如图1所示。目前采用1次终锻成形工艺时，在末端法兰贴近下模的边缘、中孔和凸台部位会出现折叠缺陷。折叠往往是由多股金属汇流而成[5]，飞边成形到-定厚度后，若飞边厚度继续减小，会使飞边流动阻力过大，导致已成形为飞边的小部分材料回流，与锻件本体流向飞边的材料流速相反，从而形成沿着锻件本体边缘的折叠；凸台部分的材料流向与凸台下端和边缘处的材料流向相反，从而形成折叠。，
此
外，坏料尺寸、模具设计、成形工序安排、表面润滑情况以及锻造过程实际操作等，都与锻件缺陷的形成有关[6-7]。表面粗糙易造成粘料或撕扯，导致