气门电镦成形数值模拟及工艺优化

摘要：

利用DEFORM-3D建立汽车发动机气门电镦工艺的有限元模型,对气门电镦成形过程进行数值模拟,分析变形过程中的金属流动规律以及坯料温度、 等效应变和晶粒尺寸的分布情况.结果表明,电镦件的平均晶粒尺寸大且分布不均匀,"蒜头"高温区与杆部冷料区过渡部分的金属流动变化大,等效应变分布不均匀.通过响应曲面法和遗传算法优化,获得当电镦温度为1053℃、 电镦速度为1.2 mm·s-1和夹持长度为7.25 mm时,电镦件的平均晶粒尺寸最小,约为7.3μm.对优化前、后的气门电镦及模锻过程进行模拟分析.最终,气门锻件的最大晶粒尺寸由27.0μm降至14.4μm,平均晶粒尺寸也由12.1μm减小至7.76μm,晶粒细化效果显著.同时,模拟预测结果与气门锻件的金相实验观察结果基本一致,从而验证有限元模型及优化过程的合理性与可靠性,为气门锻件的实际生产提供指导.

关键词：气门、电镦成形、响应曲面法、遗传算法、晶粒尺寸

所属期刊栏目：45

分类号：TG316(金属压力加工)

资助基金：淄博市校城融合发展计划项目2018ZBXC037

在线出版日期：2020-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：13-21