半轴套管法兰预锻热挤压成形过程中凸模磨损规律研究

半轴套管法兰预锻热挤压成形过程中凸模磨损规律讨论半轴套管法兰预锻热挤压成形过程中凸模磨损规律讨论 摘要：文章主要应用 DEFORM-3D 有限元软件对半轴套管法兰预锻热挤压成形过程进行数值模拟分析，分析凸模在热挤压过程中各阶段工艺参数对磨损量的影响规律，从而得到优化的凸模工艺参数。得到的讨论结果能够用来指导工艺实践，从而提高模具的寿命和产品质量。 关键词：半轴套管法兰；有限元分析；磨损 中图分类号：U463.218+.6 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2025）-01-0190-2 0 引言 半轴套管是汽车上一个重要的零部件，且工作的时候，承载着多种复杂的交变应力。而半轴套管成形工艺一直是汽车锻造业的难题之一[1]。模具磨损是影响寿命和产品质量的关键因素，尤其在高温时模具磨损而失效的情况超过 70%。因此，在热挤压过程中，如何减少磨损、避开局部磨损过大是目前的一个难点问题[2]。热挤压的过程中，能够建立很好的成形工艺参数与模具磨损量的关系，就能够更好的指导模具设计和生产，这样能提高模具的使用寿命[3]。本文就是采纳 DEFORM-3D 数值模拟技术的方法对半轴套管法兰挤压凸模成形过程中的磨损状况进行模拟及分析，通过数值模拟结果从而得到可降低模具磨损量的工艺参数。讨论了模具初始温度与硬度、模具下压速度条件对磨损量的影响规律. 1 半轴套管法兰模拟过程中参数设定 我们采纳 Deform-3d 软件基于热力耦合刚粘塑性有限元技术，将坯料视为刚粘塑性体，将上凸模和下凹模模具视为刚性体。利用solidworks 三维软件造型获得模具的结构和初始坯料的三维几何模型，之后导入到 DEFORM-3D 前处理模块中。坯料材料为 45 号钢，坯料加热温度我们选用 2000℃，材料模型为刚粘塑性流动应力模型 = （ ，T），这里的模具材料为 H13，模具硬度 HRC 为 46，初始温度300℃；外界环境温度为 20℃，摩擦模型采纳塑性剪切摩擦，摩擦系数为 0.12，热传导系数为 0.004，凸模的运行速度为 10mm/s。坯料的网格划分为 100000，凹凸模的网格划分别为 50000.我们采纳Archard 磨损模型预测模具在成形过程中的磨损量，其表达式为式中， 为磨损深度；P 为模具表面正压力；v 为滑动速度；a，b，c 为标准常数，a，b 取 1，c 取 2.K 为与材料特性相关的常数，k 为2×10-5；H 为模具初始硬度（HRC）。 2 半轴套管模具磨损影响分析 2.1 半轴套管法兰凸模初始硬度对磨损量的影响 图 2 是同为凸模下压...