摘 要

扣板作为汽车上的零件，经常需要进行大批量生产，所以对生产效率的要求极高。传统的锻造技术成形后的扣板零件还需要进行切削加工，这样难以符合生产效率的要求。所以工业上，扣板的成形一般都采用精锻成形，这样可以既可以省去切削加工工序从而提高生产效率也可以提高扣板的成形质量。

本次设计先是对扣板的精锻成形工艺进行了设计，其次为了验证成形工艺的可靠性，使用了数值模拟软件DEFORM-3D按照成形工艺流程：制坯→预锻→终锻进行了数值模拟，其中DEFORM-3D中的模腔和坯料都是经过UG造型软件建模并导出的。最后，进行了整个锻模的设计，包括模座、导向装置、固定模块用的零件、顶出部分、模块、垫板。

DEFORM-3D模拟仿真后的结果，证明了扣板成形工艺选择的合理性、可靠性。因此，此次扣板的成形工艺和模具设计可以使用在工业生产中，为扣板的大批量生产带来方便。

关键词：扣板；锻造工艺；有限元；数值模拟

Abstract

As a part of a car, the buckle often needs to be produced in large quantities, so the demand for production efficiency is very high. The traditional forging technology needs to be machined after the forming of the pinch plate, so it is difficult to meet the requirements of production efficiency. Therefore, in the industry, the forming of the pinch plate is usually made by precision forging, which can save the cutting process, increase production efficiency and improve the forming quality of the pinch plate.

This design is the first design of the forming process of plate forging, then in order to verify the reliability of the forming process, using the numerical simulation software DEFORM-3D according to the forming process: pre forging billet, forging, numerical simulation is carried out, the cavity in the DEFORM-3D and blank are derived by UG modeling software modeling and the. Finally, the design of the whole forging die is carried out, including the die block, the guiding device, the parts used for the fixing module, the ejector part, the module and the shim plate.

The result of DEFORM-3D simulation proves that the forming process is reasonable and reliable. Therefore, the forming process and die design of the pinch plate can be used in industrial production and bring convenience to mass production of the pinch plate.

Key Word: buckle; forging process; finite element method; numerical simulatio

目 录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 精锻成形的发展现状 1

1.3 CAD、CAE在金属塑性成形中的应用. 2

1.4 设计的主要内容 3

1.5 小结 3

第2章 扣板成形工艺 4

2.1 引言 4

2.2 扣板的材料特性 4

2.3扣板锻造工艺的分析 5

2.3.1扣板零件图 5

2.3.2 扣板成形工艺设计 6

2.3.3 扣板的热锻件图设计 8

2.4 预锻件设计 10

2.5 设备吨位选择 10

2.6 毛坯尺寸确定 11

2.7 小结 12

第3章 扣板成形过程数值模拟 13

3.1引言 13

3.2锻造中的数值模拟技术 13

3.3 DEFORM软件的介绍 14

3.4 DEFORM-3D 操作 14

3.5 DEFORM-3D模拟前的操作 18

3.6 扣板成形过程的3D模拟 21

3.6.1 制坯工步的模拟结果分析 22

3.6.2预锻工步的模拟结果分析 22

3.6.3终锻工步的模拟结果分析 23

3.7 小结 24

第4章 扣板锻模设计 26

4.1引言 26

4.2 模具结构设计 26

4.2.1 模架 27

3.2.2 模块 36

4.2.3 垫板 39

4.2.4 模具三维及CAD装配图 40

4.3 小结 44

第5章 结论与展望 45

5.1 结论 45

5.2 展望 45

参考文献 46

致谢 48

第1章 绪论

1.1 引言

精锻成形在加工之后只需少无切削加工，不像传统锻造一样，加工之后的零件还要后续大量加工才可使用，所以精密锻造成形的零件的质量更好，降低了成本。并且，精密锻造技术本身也能省去切削加工工序，所以它也能减少原料的使用，从而降低了能耗，使得生产效率得到了很大提升，所以这项技术得到了广泛应用和发展，如汽车、机械、船舶、航空、航天等领域。

扣板采用精锻成形，能提高其生产效率从而满足其大批量生产的需求。在扣板精锻成形工艺和模具设计中，利用CAD/CAE技术，会使得此次设计更加合理可靠。

1.2 精锻成形的发展现状

目前国内外已对精密锻造技术进行了大量研究：

热精锻的锻造温度高，这样能使变形中的金属的塑性大大提高,降低金属的加工硬化，从而使金属更容易流动^[2]。华凯旋等人^[3]对高压容器封头的热精锻工艺（如图1.1）进行了研究,从而研究出了封头热精锻成形的工艺参数的影响。范酉根等人^[4]研究了汽车前轮毂锻造(如图1.2)，证明了锻模失效的一个主要原因是热负荷。

图1.1 高压容器左封头锻件图