汽车轻量化连接用自流钻螺钉挤压成形工艺研究

作     者：施天寅 石小岗 潘黎 曹民业 胡成亮 SHI Tian-yin;SHI Xiao-gang;PAN Li;CAO Min-ye;HU Cheng-liang

作者机构：泛亚汽车技术中心有限公司上海200120 内德史罗夫紧固件(昆山)有限公司江苏昆山215300 上海交通大学材料科学与工程学院上海200030 

出 版 物：《精密成形工程》 (Journal of Netshape Forming Engineering)

年 卷 期：2023年第15卷第12期

页      码：182-188页

摘      要：目的针对自流钻螺钉现有工艺生产效率低、易产生晶粒粗大等问题,提出了一种新的多工步冷挤压成形工艺——利用模腔控制螺钉尾部形状,并验证了该工艺的可行性。方法利用有限元软件DEFORM-3D对提出的3种不同冷挤压方案成形过程中的金属流动规律、材料填充情况、成形力进行了数值模拟,讨论了方案一和方案二中锻造缺陷产生的原因,最后根据方案三的模拟结果设计了相应模具并进行了试验验证。结果根据方案三成形出的自流钻螺钉充填饱满,第一道工序是将圆棒坯料一端直接挤压成螺钉特定的尾部形状,该工序所需成形力为42.4kN。第二道工序是将螺钉头部镦粗,该工序所需成形力为58.2kN。第三道工序是终锻成形,该工序所需成形力为287.4kN。结论通过有限元模拟,确定了自流钻螺钉三工步冷挤压成形工艺,提出了能够避免折叠产生的预制坯形状和模具结构,实现了自流钻螺钉尾部的可控成形。通过试验验证,形成了稳定的成形工艺窗口和可靠性较高的模具结构,实现了该产品的批量生产。

主 题 词：自流钻螺钉 多工步冷挤压成形 成形力 数值模拟 工艺试验 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-6457.2023.12.021

馆 藏 号：203125223...