基于有限元分析的汽车十二角半轴螺母冷镦工艺开发与应用

针对汽车十二角半轴螺母热镦成形工艺中存在的工序繁杂、生产效率低、产品性能差、材料利用率低和成本高等问题,设计了一种6工位自动化冷镦成形工艺对其进行替换。通过室温压缩试验建立了40Cr合金钢的Johson-Cook本构模型,同时,利用Deform-3D数值模拟软件完成了各工位的连续成形模拟,并根据螺母各阶段的金属流动规律、填充完整度、截面网格变形情况和断裂趋势等信息分析了冷镦成形工艺的可行性,基于载荷分析预测了成形力大小;然后根据分析结果和成形工艺完成了各工位模具的制作,并通过冷镦机进行了试模制件。结果表明,获得的十二角半轴螺母表面光洁,填充完整,无折叠和裂纹等缺陷,与模拟结果完全吻合,经测量检验,螺母各处尺寸均在公差范围内,符合使用要求,证实了冷镦工艺的可靠性,此冷镦工艺能够取代热镦工艺。