图5小飞边槽及小飞边结构图
汽车转向节小飞边热精锻技术
工艺方案制订
图6为湖北三环锻造有限公司生产的A161盘式转向节的锻件图。针对其结构特点，设计出小飞边热精锻工艺方案，其主要工艺流程为：下料→加热→压扁→半闭式小飞边预锻成形→半闭式小飞边终锻成形→切边。该方案的关键是预锻件的优化设计和半闭式小飞边预锻及终锻成形工艺的分析制订。
图6 A161盘式转向节锻件图
预锻件优化设计
预锻件的设计原则及目的，是将制坯工件进行模锻成形，使之成为与终锻件轮廊相似的结构，并对于急剧变化及形状复杂部分进行简化和光滑处理后，形成中间毛坯，即预锻件。它是对形状简单的制坯工件在终锻前进行的一次合理金属分配，使终锻成形顺利，得到合格的锻件。同时，预锻结构设计可减小模锻成形力，降低终锻模膛负荷，减少摩擦磨损，提高终锻模使用寿命。所设计的A161盘式转向节的预锻件图如图7所示。
图7 A161盘式转向节预锻件图
采用Deform-3D软件，对半闭式小飞边预锻（图8）和终锻成形全过程进行了模拟，模拟过程中，以前一道模拟结果作为后一道工序的初始条件，确保模拟过程的连续性和模拟结果的可靠性。模拟结果表明，根据A161盘式转向节的结构特点，依据平面薄飞边（小飞边）形成的半闭式精锻工艺原理和最小阻力定理，通过正反复合挤压的变形方式，成功地实现了预锻件和预锻成形工艺的优化设计。
图8预锻成形过程模拟
模拟结果分析
图9为小飞边终（精）锻成形结束时的等效应变和等效应力分布状态图，由图可以看出，其等效应变最大值εmax=7.26，等效应力最大值Pmax=248MPa，这说明小飞边终锻结束时变形剧裂，有利于复杂锻件成形。这是因为终锻时，随着飞边继续增宽、变薄，加上迅速变冷，其横向阻力急剧增大，促使金属沿纵向流动，从而得到轮廊清晰的锻件。由两图中的成形力曲线可以看出，其最大成形力为3670t，可作为选择设备吨位的参考数据。
