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精密成形工程:汽車輕量化連接用自流鉆螺釘擠壓成形工藝研究

2024-01-13
摘要:本文以自流鉆螺釘為研究對象,分析了其結構形狀特點,最終確定了一種多工步冷擠壓成形工藝,具體的成形工藝如下:坯料擠圓整形、螺釘尾部擠壓成形、螺釘頭部鐓粗成形、螺釘桿部三角特征與頭部法蘭鐓擠復合成形。

  【作 者】施天寅;石小崗;潘黎;曹民業;胡成亮

  【前 言】

  隨著汽車工業的發展,新能源汽車的輕量化問題得到了越來越多的重視[1-4]。如圖 1 所示[5],在傳統的鋼結構車身中,用高強鋼和鋁合金等輕質材料替代一些結構件,可以實現車身的高強度和輕量化[6-8]。然而,多元化車身材料的組合同時也給車身連接工藝帶來了挑戰[9-11]。

  本文以自流鉆螺釘為研究對象,分析了其結構形狀特點,最終確定了一種多工步冷擠壓成形工藝,具體的成形工藝如下:坯料擠圓整形、螺釘尾部擠壓成形、螺釘頭部鐓粗成形、螺釘桿部三角特征與頭部法蘭鐓擠復合成形。利用有限元軟件對該工藝過程進行模擬分析,最后根據模擬結果進行模具設計和小批量試制生產,以期對該類零件的冷擠壓成形工藝提供一定的指導意義。

  【結 論】

  1)通過有限元模擬,確定了自流鉆螺釘三工步冷擠壓成形工藝,提出了能夠避免折疊產生的預制坯形狀和模具結構設計。

  2)通過試驗驗證,確定了穩定的成形工藝參數和可靠性較高的模具結構,試驗鍛件充填飽滿,無鍛造缺陷,且已實現該產品的批量生產。

  3)與現有產品相比,新工藝生產的自流鉆螺釘的表面強度以及安裝后的剪切力、剝離力、拉伸力得到了顯著提高。

  以下是正文:

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標簽: 擠壓成形
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