论文部分内容阅读
车轮是车辆上做回转运动的安全部件;安装铝合金商用车车轮可降低车辆簧下质量、减小车轮转动惯量,从而提高了商用车的承载力、舒适性和操控性,降低车辆油耗、改善排放,绿色环保。目前商用车车轮产品存在的问题:一、终端用户“货架产品”需求;二、主流市场标准存在差异;三、车轮失效时常发生。针对问题一和二,本文制定系列化方案及命名规则,用低成本开发出多市场的产品,为实现货架化提供基础。针对问题三,对车轮结构进行优化设计,对锻造成形工艺进行数值模拟并结合生产试验,优化锻造工艺。本文采用“一毛坯、多零件”的方法,选择市场需求大的22.5×8.25车轮进行功能展开,设计“多零件”的功能尺寸及台架要求;制定了系列化命名规则、开发模式及性能验证方案。进行三维建模,对车轮窗口进行尺寸优化,用ANSYS进行有限元结构仿真分析,并根据有限元结果确定台架产品;确定“一毛坯”轮廓,使用MSC.SUPERFORGE软件进行锻造成形过程中的应力变化、金属流动、温度分布等规律研究,对成形温度、模具下行速度、模具圆角等影响因素进行模拟研究,并在6000吨压力机上进行实际锻造工艺验证及样品生产,制备样轮并进行性能检测。结果表明,280系列化商用车车轮易于区分和管理,开发成本低、制造效率高。倒梯形倒圆角的风孔,在参数分别为L=60 mm,H=62 mm,a=75°,R1=30 mm,R2=32mm时,造型可减重120 g。结果表明,锻造工艺范围为:温度470-500oC、锻造速度为8-12 mm·s-1、上模圆角大于等于10 mm。产品机械性能好,晶粒均匀细小、取向一致,疲劳试验满足标准要求、且极限开裂位置与有限元分析结果一致、极限寿命趋势一致。