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摘要介绍了汽车前桥精密成形辊锻和精密模锻工艺的特点。 利用UG平台开发了汽车前桥精密成形辊锻和精密模锻CAD系统。 该系统可实现汽车前轴的精密成形辊锻和精密模锻。 精密模锻工艺及模具设计，包括锻件设计、工艺设计、模具型腔设计等。

关键词 ： 成形, 辊锻, 精密模锻模具, CAD

一、简介

前桥（图1）是汽车上承受较大载荷、要求较高强度和疲劳寿命的重要安全部件之一。 这部分的形状很复杂。 左右形状虽对称，但其断面起伏较大。 特别是钢板位和限位块的截面又深又窄。 这些给辊锻工艺带来困难，因此模具设计相对复杂。 重点解决变形不均匀、毛坯咬入以及难成形区域的成形等问题。 汽车前桥采用精密成形辊锻和整体模锻复合工艺。 在成形辊锻工艺的基础上，介绍了整体模锻工艺。 原则上，吸收各自的优点，形成优于两者的新工艺。 这是一项国内外技术。 首创。 与北京机电研究院合作，按照此工艺方案建设了新的生产线，并取得了良好的效果。

图1 前轴锻件

市场经济和科学技术的快速发展，极大地促进了产品结构的升级。 传统的手工绘图、二维CAD（AutoCAD或InterCAD）和手工NC代码已不再能够满足市场不断变化的需求。 因此，我们在UG平台上开发了汽车前轴的精密成形辊锻和精密模锻工艺以及三维模具CAD系统，很快就会丰富CAM模块。

2、前轴精密成型辊锻与精密模锻复合工艺

1、工艺流程

前轴精密成形辊锻和精密模锻工艺流程如下：

(1)切割：采用G4032带锯进行切割。

(2)加热：采用KGPS25021中频感应炉加热。

(3)成形辊锻：采用Φ1000mm辊锻机进行制坯、预成形、成形、最终成形四道次。

(4)弯曲和整体模锻：采用25MN高能螺旋压力机分2步进行弯曲和整体模锻。

(5)修边：采用10MN高能螺旋压力机进行修边。

(6)热校正：采用16MN摩擦压力机进行热校正。

该工艺过程中，圆钢经过制坯、预成形、成形辊锻、最终成形辊锻四道次，轧制成带飞边的直长锻件，实现前中段工字型断面的成形。轴和两端制坯。 ，然后在25MN高能螺旋压力机上进行弯曲和整体锻造。 整体锻造主要是在限制长度的前提下对两端进行最终锻造。 这种复合成形工艺彻底克服了简单成形辊锻前轴长度误差大和120MN热模锻压机上昂贵的整体模锻设备的缺点，使得前轴的关键尺寸，即前轴锻件长度及尺寸精度达到120MN热模锻。 压力机上的整体模锻水平，而其设备投资仅为整体模锻工艺所需设备投资的1/10。

2、前桥精密成形辊锻工艺特点

(1)制坯模具采用独特的异形截面设计：顶帽形凹槽，解决辊锻时变形不均匀和所需宽度的问题。

(2)为了解决辊锻各道次的周期啮合问题前轴机加工工艺，选择合适的前滑量。

(3)为了实现锻件两个拳头的良好成型，需要在后壁易成型区域内成型一个拳头。

(4)为保证坯料辊锻件直出模具，采用“上压”轧制方法。

3.前轴精密成型辊锻和精密模锻3D CAD

前轴锻件的几何形状是一个复杂的三维结构。 采用二维CAD软件（如AutoCAD或InterCAD）进行设计时，毛坯设计的计算精度较低，锻件体积计算误差较大，无法满足精密成形辊锻件和精密模锻件的设计。 根据需求铁板，本次开发工作将三维实体建模与参数化设计相结合，实现了前轴锻件的三维CAD设计，即利用UG进行三维实体建模，利用UG的二次开发接口进行开发长轴锻件。 CAD系统可以更容易地创建一系列形状和功能相似的设计方案，这将大大提高产品开发和设计的速度。

1、系统总体结构图

该CAD系统总体结构图如图2所示。

图2 系统总体结构图

(1)零件设计输入零件的几何尺寸、材料、工艺条件等信息，生成零件的三维实体。 可以轻松修改零件尺寸以获得新实体，并可以输出其二维工程图。

（2）锻件设计：设计冷锻件图纸和热锻件图纸，包括补充加工余量、添加圆角和拔模斜度、考虑热膨胀系数等。您可以轻松修改锻件尺寸前轴机加工工艺，获得新实体，并输出锻件。 二维工程图。

(3)工艺设计包括3部分：第一部分从头到尾扫描锻件，获取一系列横截面积，保存到文本文件，并获取锻件体积、最大长度和重量； 第二部分是根据绘制的横截面积数据来计算毛坯横截面图和计算毛坯直径图。 由于UG提供的绘图命令和其他工具不能很好地绘制我们需要的横截面和直径图，并且考虑到用户的其他需求，例如数据查询、横截面图的简化、横截面的动态缩放图表和直径图等，我们选择Visual C++来完成第二部分。 第二模块可以直接从主控界面调用，也可以独立执行； 第三部分是确定辊锻所需的道次数和每道次所需的延伸系数。

(4)锻造模具设计包括精密成形辊锻和精密模锻模具型腔及模具结构的自动设计。 可以方便地修改锻模尺寸以获得新的模具实体，并可以输出模具的二维工程图。

2. 获取截面积模

这里重点介绍如何对锻件进行扫描并获取锻件的横截面积。

使用UG交互式建模时，可以轻松使用Anal2ysis菜单中的“Area using faces”来计算横截面的面积。 然而，我们需要的是一系列横截面积，而UGAPI函数中没有“Area using faces”。 faces”来直接计算面的面积大连焊工招聘，所以只能间接计算。该模块采用的方法是用一个参考平面基准面与锻件实体相交，返回交线（可以是多条环形曲线），利用交线生成对应的有界平面（可以是多个），然后求所有有界平面中的面积即为所需的横截面积，程序流程图如图3所示。

3. 应用实例

利用该系统完成了ZC1022前桥所需的全部锻造模具的设计，取得了良好的效果。 设计的前轴锻件如图1所示白钢切割，整体模锻模具如图4所示，辊锻模具如图5所示。

（结尾）

文章内容仅供参考()()(5/8/2005)