汽车突缘叉热锻模具磨损的有限元分析及验证

在热锻过程中,模具表面不断受到循环机械载荷和热冲击的影响,因此,磨损成为模具失效的主要原因。针对汽车突缘叉模具磨损严重的问题,提出了一种突缘叉热锻成形工艺,基于Archard磨损理论模型,建立了突缘叉热锻成形过程中的热-力耦合有限元模型,并研究了热锻成形过程中锻件的成形情况,同时对模具磨损最严重的位置进行了预测,最后通过实验对有限元模拟结果进行了验证。模拟和实验结果表明:在整个热锻成形过程中,预锻后模具的磨损情况最为严重,其中预锻下模磨损最严重区域出现在型腔的圆角处;预锻下模在1000次锻造模拟后的最大总磨损深度为2.75 mm,而实际生产1000件后的最大总磨损深度为2.70 mm,模拟和实验测量结果基本相符,说明基于Archard磨损理论模型建立的突缘叉有限元模型能够比较准确地预测热锻后的模具磨损情况。