着举足轻重的作用，从而大大提高汽车市场的竞争力。塑性成形是材料加工的主要方法之，它是利用金属塑性使金属在外力作用下成形的种加工方法。塑性成形在工业生产中得到广泛的应用，据统计，在汽车生产中以上的零部件都是利用金属塑性加工而成。随着国内汽车制造业的迅速发展，汽车性能不断提高，汽车零部件中对高精度形状复杂的锻件需求量越来越大，塑性加工行业迎来个前所未有的发展机会，也面临着新的挑战。汽车转向节是汽车前轴与前轮之间的关键零件，工作时不但要承载前轴给它的压力和地面给它的反作用力，还受到控制行使方向的扭力，其服役条件对零件的尺寸精度表面质量和金属纤维流向都有很高的要求。国内生产此类锻件仍然存在加工余量大成形不易充满及模具设计困难等问题，探索该类锻件的合理锻造方法对我国汽车产业发展具有重要意义。目前汽车转向节锻件主要依靠设计人员的经验不断试模修模来保证质量，即使经验丰富的设计人员也很难保证次成形出合格的终锻件，反复的试模修模不仅浪费大量时间人力和物力，而且增加生产成本，降低企业在市场中的竞争力。近年来，随着计算机软硬件技术金属塑性流动理论和计算机图形学等交叉学科的迅猛发展，有限元数值模拟技术得到了快速发展，以数值模拟等先进方法解决工业生产中的实际问题已成为金属成形技术的发展方向。采用有限元数值模拟方法，可实现体积成形过程的模拟分析，获得零件的成形规律以较小的代价，在较短的时间内找到最优的和可行的设计方案，为同类零件成形工艺的研究开发和应用提供技术依据和理论指导。国内外研究现状在年德国人林肯斯潘杰提出了类似现代汽车的转向方式，德国人阿克曼改进了他的方案并申请了专利。命名为阿克曼转向梯形公式。年第个倾斜的转向器在英国考文垂的戴姆勒汽车工厂诞生了。转向节是汽车转向桥上的主要零件之，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向，转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。转向节形状比较复杂，集中了轴套盘环叉架等四类零件的结构特点，主要由支承轴颈法兰盘叉架三大部分组成。支承轴颈的结构形状为阶梯轴，其结构特点是由同轴的外圆柱面圆锥面螺纹面，以及与轴心线垂直的轴肩过渡圆角和端面组成的回转体法兰盘包括法兰面均布的连接螺栓通孔和转向限位的螺纹孔叉架是由转向节的上下耳和法兰面构成叉架形体的近年来，我国研究出铝合金转向节，性能达到了国际同类产品标准，填补了该产品的国产空白。同时，我国又成功建成了多条全自动转向节生产线，使我国的汽车转向节产业获得了快速的发展。汽车转向节是汽车关键的保安零件，其品质的优劣直接维系着乘员和货物的安全。同时，汽车转向节是形状十分复杂成形难度很高的零件。我国传统的制造方式能耗高材料利用率低模具寿命低制造成本高生产环境恶劣，不能满足我国汽车高速发展的要求。目前，我国汽车转向节正处于发展阶段，技术水平较发达国家还存在差距。随着汽车产业的高速发展，我国汽车转向节正逐步迈向专业化先进化。年，我国兵器装备集团公司自主研制的铝合金转向节顺利通过国家有色金属及电子材料分析测试中心的检测，性能达到了国际同类产品标准，成为我国第家成功研制出铝合金转向节的企业，填补了该产品的国产空白。年，我国成功建成了条拥有中国最先进工艺技术最小投资规模最低制造成本最高投入产出比最短投资回报周期的年产万件重型卡车转向节的全自动生产线，生产出外部形状完好内部品质优良产品致性强组织性能达标的转向节产品。近几年来，随着汽车产业的全球化，适合不同环境不同要求的各种类型汽车相继出现。未来，为了满足人们的各种需求，世界各国对汽车的要求也会越来越高。未来我国的汽车转向节产业将向专业化自动化智能化方向发展。汽车转向节是个异形复杂零件，其常规典型工艺就要二十多道工序才能完成。通过消化吸收国外先进的复合加工技术理念，未来，我国将自主创新更先进的转向节加工流程和制造工艺，将实现由计算机网络全方位控制通过机器人图，然后确定锻造的工艺流程，找出锻造难点，确定最终的工艺方案。下步是锻件图的设计与锻件毛坯的尺寸计算。在锻件图的设计中，我首先确定了锻件的分模面，然后对冷锻件图和热锻件图分别做出设计。最后计算毛坯的体积与重量与飞边槽的设计与选用。第章转向节的模锻设计自由锻制坯工具的设计锻造工步图图锻造工步图根据锻造工步图，我们要设计相应的自由锻制坯工具，包括摔模胎模劈料工具等，摔轴颈摔模的设计设计如图图轴部摔模劈料胎模的设计设计如图图劈料胎模图压垫图压垫图压垫锻造打击力的估算和设备的选用合适的选择模锻锤的吨位，不但能获得优质锻件，也能节省能源，保证模具的使用寿命，由于模锻的每次打击是个瞬时过程，要获得准确的理论计算是很困难的，所以生产中是根据经验公式或近似解的理论公式来确定设备吨位，也可根据已经生产锻件的大小对比来确定设备。在本次设计中，我们是根据经验公式来确定设备吨位的，按锻件在分模面上的投影面积和所锻造的材料性质来确定设备吨位总式中锻锤吨位锻锤落下部分的总质量材料系数，查锻造工艺学表取钢种系数为总锻件的总变形面积，包括锻件的投影面积，飞边面积的，连皮面积。我们利用的面域功能，求得锻件的投影面积为飞边面积为总面积为所以总面取中间值可以选用吨模锻锤进行锻造。锻造模具切边模具设计及锻造工艺编制模具压力中心的计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可按下述原则来确定对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。形状复杂的零件多孔冲模级进模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是各分力对坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的座标位置,，即为所求模具的压力中心利用中的命令，将坐标系的原点移动至轴的中心与孔中心线交点的位置，点击创建面域命令，将转向节热锻件图的最大投影面创建面域，点击查询命令，查询面域质量特性，测得锻件的质心位置为,的值为，终锻锻造模具的设计转向节锻件的形状较为复杂，单靠自由锻制坯来完成从原材料到锻件的材料体积分配是不准确的，另外，分叉部位尺寸变化剧烈，在锻造时材料变形剧烈，容易产生折叠伤，所以我们在模具上设计增加了个预锻型槽，在终锻前对材料进行次材料的体积分配，改善金属在终锻模膛中的流动情况，这样就能保证锻件的各个部分成型充分，避免锻件出现折叠伤，也会提高终锻型槽的使用寿命。预锻型槽四周不开设飞边槽，但是预锻时也会有飞边形成，这个飞边会起到限制金属向预锻型槽外流动的作用，促使金属充满预锻型槽另外，预锻时，预锻型槽是不需要打靠的，因此预锻时的坯料的高度和断面积大于终锻模膛的高度和截面积，在终锻时尚有部分金属从终锻模膛中流出形成飞边，对模膛内的金属材料产生流动阻力，促使金属材料更好地充满模膛，在中间方盘部位，由于方盘较薄且高度尺寸较大，金属不易充满模膛，所以在飞边的相应位置开设了阻尼沟槽，锻造时阻滞金属向外流动，促使金属充满模膛。钳口的设计钳口是放置钳子加持坯料的，也是用来取出锻件的位置，在模具制造后交检时，由该处注入金属盐或熔化的铅液，待凝固后划线检验，以验证模具制造尺寸是否正确。图钳口的设计预锻型槽和终锻型槽的设计如图图预锻型槽图终锻型槽锻模模块的设计和燕尾尺寸设计确定模块尺寸的原则和数据，是根据模膛的尺寸和数量进行布排，考虑最小壁厚等因素，得出所必须的模块最小轮廓尺寸，选取工厂现有的标准模块中的较大值模块尺寸为，燕尾宽度高度燕尾角度为。锻造模具的总体设计图图锻造模具总体设计图切边模具的设计通过上网查找资料，切边凹模采用碳素结构钢做凹模的本体材料，采用模具钢焊条堆焊图切边模具机加的工艺方法，这样可以节省昂贵的模具材料，降低锻造生产成本图切边凹模查锻造工艺学模具的单边间隙应取，凹模刃口尺寸按照热锻件图的分模线制造，间隙取在凸模上。图切边凸模图上模板锻造工艺的编制查锻工手册表，钢的始锻温度为，终锻温度图锻造工艺锻造模具的制造锻造模具的模块加工模具材料选用国内常见的热做模具钢，经过自由锻造而成，经过正火处理，采用刨床或铣床按照设计尺寸制成方形模块。锻造模具模膛的制造经过粗加工加工好的模块，按照传统的方法可以采用在电火花机床上电火花放电的方法制造，这种方法需要事先制造好用于放电的电火花电极，这种加工方法的缺点是，需要制作电极，增加了模具制造的成本制作电极和电火花加工模具的周期较长，模具交付周期也长，不适合当前的市场经济和市场竞争对于些形状较复杂的模具，由于电极的制作精度的原因，锻件的精度不容易得到提高。本章小结本章完成了转向节的所有模具的设计，包括锻造的工步的确定，轴部摔模，劈料胎膜，压垫的设计，模具压力中心的计算终锻锻造模具的设计钳口的设计预锻型槽跟终锻型槽的设计，锻造模具的总体设计图，还有切边模具切边凹模的设计。结论通过这个学期的毕业设计，我学到了许多以前没有接触到的知识，我做的设计为汽车转向节结构与成型工艺，这个题目需要很多关于模锻，模具设计的知识。这些知识是我以前所不了解的，但是通过这次做这个毕业设计，我通过网上查资料，咨询老师与同学，获得了很大的收获。我个人觉得在转向节的材料应用上或许可以研制出更好的材料，是转向节的耐磨度，硬度都有个大大的提升，这样可以提高产品的质量，延长其使用寿命，从经济行到安全性都将是个大大的提高。转向节是汽车转向系统的关键零件，所以他的模具设计更是重中之重。此次我设计了转向节的零件图，模具图，由于时间有限，知识有限，肯定会有很多欠缺的地方，希望大家批评指正。参考文献锻工工艺学，机械工业出版社锻工手册，机械工业出版社，冲压设计资料，王孝培北京机械工业出版社，锻造工艺与模具设计姚泽坤。西北工业大学许发樾模具标准应用手册北京航空工业出版社，国家标准总局锻造模国家标准北京国家标准出版社，汪泽波汽车转向节成形工艺有限元模拟研究合肥，合肥工业