汽车转向节的锻模设计
轻卡转向节外半轴锤上模锻造工艺设计及模具设计说明书
目录1 设计的前期准备 (1)1.1 零件分析 (1)1.1.1 零件的结构分析 (1)1.1.2零件材料的特性分析 (1)1.1.3锻件的加工要求 (1)1.2工艺方案确定 (1)2锤上模锻件设计 (2)2.1选择分模面 (2)2.2确定模锻件加工余量及公差 (2)2.2.1 锻件的形状复杂系数 (2)2.2.2 锻件的质量 (3)2.2.3 锻件的材质系数 (3)2.2.4 模锻件的精度等级 (3)2.2.5 确定锻件公差和余量 (3)2.2.6 模锻斜度 (3)2.2.7 锻件技术要求 (4)2.3计算锻件基本数据 (4)3 确定锻锤的吨位 (5)4 确定飞边槽及尺寸 (7)5 确定终锻型槽 (8)6 设计预锻型槽 (9)7 绘制计算毛坯图 (10)8 制坯工步的选择 (11)9 确定坯料尺寸 (12)10 制坯型槽设计 (13)10.1滚挤型槽设计 (13)10.2拔长型槽设计 (13)11 锤用锻模设计 (15)11.1钳口尺寸确定 (15)11.2模块尺寸 (15)12 锻前加热锻后冷却及热处理要求的确定 (16)12.1确定加热方式，及锻造温度范围 (16)12.2确定加热时间 (16)12.3确定冷却方式及规范 (16)12.4确定锻后热处理方式及要求 (16)参考文献 (17)1 设计的前期准备1.1 零件分析1.1.1零件的结构分析转向节是汽车底盘上的关键零件，根据车型可分为重型汽车转向节、中型汽车转向节、轻型汽车转向节、微型汽车转向节、客车转向节和轿车转向节六大类；按其形状特征可分为长杆类、中心孔类和套管类三种。
长杆类转向节主要由杆部、法兰和枝权构成。
中心孔类转向节主要由基座，法兰和枝权构成，基座中心带孔。
套管类转向节主要由长杆、套管和法兰构成。
转向节是汽车转向桥上的主要零件，形状比较复杂，其形状兼具有轴类、盘类和叉架类等零件的特点。
转向节既支撑车体重量，又传递转向力矩和承受前轮刹车制动力矩，因此对其机械性能和外形结构要求严格，是汽车上的重要安全零件之一1.1.2零件材料的特性分析该锻件材料为18CrMnTi，是合金结构钢，是工业上应用最广泛的不锈钢，密度为7.85g/cm3。
轻卡转向节外半轴锤上模锻造工艺设计及模具设计说明书
轻卡转向节外半轴锤上模锻造工艺设计及模具设计说明书【注意事项】
【工艺设计及模具设计说明书】
【章节一、引言】
本章主要介绍工艺设计及模具设计的目的、背景和范围。
【章节二、产品简介】
本章主要介绍所设计的产品——轻卡转向节外半轴锤，包括产品的定义、用途、技术要求等。
【章节三、工艺流程设计】
本章主要介绍轻卡转向节外半轴锤的模锻工艺流程，包括原料准备、加热处理、模锻工艺参数等。
【章节四、材料选择与热处理】
本章主要介绍轻卡转向节外半轴锤的材料选择和热处理工艺，包括材料性能要求、材料种类选择、热处理工艺参数等。
【章节五、模具设计】
本章主要介绍轻卡转向节外半轴锤的模具设计，包括模具结构设计、模具零部件设计、模具制造工艺等。
【章节六、附图】
本章列出了本文档中所涉及到的附件，包括图纸、表格、图片等。
【章节七、法律名词及注释】
本章列出了本文档中所涉及到的法律名词及其注释，以便读者
理解和应用。
【章节八、结束语】
本章主要对全文进行总结，并指出未来可能的发展方向和建议。
【附件】
附件一、轻卡转向节外半轴锤工艺流程图
附件二、轻卡转向节外半轴锤模具设计图
附件三、热处理工艺参数表
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【法律名词及注释】
1、法律名词一、
注释：
2、法律名词二、
注释：：：：
（文档结束符）【声明】。
高端商务车铝合金转向节精密铸锻复合成形工艺优化
高端商务车铝合金转向节精密铸锻复合成形工艺优化目录一、内容描述 (2)1.1 背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 研究内容与方法 (4)二、铝合金转向节精密铸造成形工艺分析 (6)2.1 铝合金材料特性 (7)2.2 铸造设备与工艺参数 (8)2.3 铸造成形过程中的质量控制 (9)三、铝合金转向节精密锻造成形工艺分析 (10)3.1 锻造设备与工艺参数 (12)3.2 精密锻造技术及其应用 (13)3.3 锻造成形过程中的质量控制 (14)四、铝合金转向节精密铸锻复合成形工艺优化 (15)4.1 复合成形工艺设计 (16)4.2 材料选择与性能预测 (18)4.3 工艺参数优化与仿真验证 (19)4.4 工艺实施与效果评估 (20)五、实验设计与结果分析 (21)5.1 实验材料与设备 (22)5.2 实验方案设计 (23)5.3 实验结果与分析 (25)5.4 成果总结与讨论 (27)六、结论与展望 (28)6.1 研究成果总结 (29)6.2 存在问题与不足 (30)6.3 后续研究方向与应用前景展望 (31)一、内容描述本文档主要研究高端商务车铝合金转向节精密铸锻复合成形工艺的优化。
随着汽车行业的发展，对汽车零部件的性能要求越来越高，尤其是在安全性、舒适性和节能性方面。
铝合金转向节作为汽车转向系统的关键部件，其性能直接影响到整车的安全和操控性能。
对铝合金转向节的制造工艺进行优化具有重要的实际意义。
本文首先介绍了高端商务车铝合金转向节的市场需求和发展趋势，分析了现有铸造和锻造工艺在生产过程中存在的问题，如成本高、效率低、产品性能不稳定等。
针对这些问题，本文提出了一种精密铸锻复合成形工艺，通过将铸造和锻造工艺相结合，实现铝合金转向节的高效、精密制造。
本文从以下几个方面对精密铸锻复合成形工艺进行了优化：优化铸造工艺参数，提高铝合金转向节的致密度和力学性能；改进锻造工艺流程，提高铝合金转向节的成型精度和表面质量；引入先进的热处理工艺，改善铝合金转向节的组织和性能；采用智能化设备和自动化生产线，提高生产效率和产品质量稳定性。
卡车转向节在锤上锻造工艺及模具设计
卡车转向节在锤上锻造工艺与模具设计单丽梅 颜斌哈尔滨哈飞工业锻造公司150060摘 要: 通过对9吨卡车转向节锻件的工艺分析，制定了合理的工艺方案，设计并改进了锻模，在5吨模锻锤上锻造出了合格的锻件。
关键词：转向节、工艺分析、模具设计一、引言9吨卡车转向节是大型卡车上的锻件，其形状不对称，截面变化剧烈，锻件质量大，形状复杂，成形难度很大，根据市场的需求及我单位的现有设备，我们在5吨模锻锤上对该锻件进行了工艺成形分析与锻模设计研究。
二、转向节锻件工艺分析汽车转向节系汽车前桥总成部分的重要保安件，其结构复杂，锻造工艺复杂系数为复杂级，金属塑性变形难度大，转向节在锻造生产中对工艺和模具设计均有较高的要求。
该锻件经初步估算成形打击力需5.9吨，锻件重量约21公斤，锻件材料40Cr。
如图1图一 转向节锻件图从图上可以看出锻件总长在365mm。
杆部细而长，小端直径Φ48，长211mm；叉口部分宽251mm，且法兰部分型腔深而窄深82.5mm，宽度仅有16mm；由此可见，该锻件关键在于如何保证料的合理分配及型腔的充满。
经计算该锻件原材料应选择Φ120×313，用圆棒料直接锻造成型是很困难的。
因而，需从锻模设计上充分考虑预锻型腔、终锻型腔的金属流动和原材料的预分配。
在工艺成型上要考虑制坯的形状尺寸，坯料在型腔的放置位置，锻造操作时打击力的轻重。
现采用二火成形的工艺方案，先进行自由锻制坯、而后进行预锻、终锻成形。
主要要研究的内容是制坯的形状及尺寸规格、预锻模型腔的设计参数、工艺试验及如何保证材料向锻件头部及深处流动。
工艺过程为：下料→加热→自由锻锻制坯→预锻→ 终锻→热切边→调质处理→ 吹砂。
三、 制坯工艺尺寸的确定从图1的锻件图上及以上的分析，考虑到杆部细而长，需将杆部制出，法兰处深而窄用料较多，叉口部位的距离较宽，料的分配比较困难，很难保证所有的角部充满，在试造初期我们将坯料制成如图2(a)所示，经过几次试造，用此坯料锻出的锻件法兰盘四角和叉口部位外侧很难充满。
转向节外半轴锻压说明书(DOC)
目录1 设计的前期准备 (1)1.1零件分析 (1)1.1.1 零件的结构分析 (1)1.1.2 零件材料的特性分析 (1)1.2工艺方案确定 (1)2 锤上模锻件设计 (2)2.1选择分模面 (2)2.2确定模锻件加工余量及公差 (2)2.2.1 锻件的形状复杂系数 (2)2.2.2 锻件的质量 (3)2.2.3 锻件的材质系数 (3)2.2.4 模锻件的精度等级 (3)2.2.5 确定锻件公差和余量 (3)2.2.6 模锻斜度 (3)2.2.7 锻件技术要求 (3)2.3计算锻件基本数据 (4)3 确定锻锤的吨位 (I)4 确定飞边槽及尺寸 (II)5 确定终锻型槽 ...................................................................................................................... I II6 绘制计算毛坯图 .................................................................................................................. I V7 制坯工步的选择 (V)8 确定坯料尺寸 ...................................................................................................................... V I9 制坯型槽设计 (VII)9.1滚挤型槽设计 (VII)9.2拔长型槽设计 (VIII)10 锤用锻模设计 .................................................................................................................... I X 10.1钳口尺寸的确定 ........................................................................................................ I X10.2模块尺寸的确定 ........................................................................................................ I X11 锻前加热锻后冷却及热处理要求的确定 (X)11.1确定加热方式，及锻造温度范围 (X)11.2确定加热时间 (X)11.3确定冷却方式及规范 (X)11.4确定锻后热处理方式及要求 (X)参考文献 .................................................................................................................................. X I1 设计的前期准备1.1 零件分析1.1.1 零件的结构分析转向节是汽车转向桥上的主要零件，形状比较复杂，其形状兼具有轴类、盘类和叉架类等零件的特点。
汽车转向节的锻造工艺付翔
20 世纪 90 年代初期，济南汽车制造总厂和北 京机电所、中国重机公司合作开发了立式锻造转向 节挤压生产工艺，使锻造转向节工艺向前迈进了一 大步。
汽车转向节的锻造工艺
付翔 （中国重汽锻造厂，山东 济南 250116）
摘要：以斯太尔转向节为例介绍了立式锻造转向节工艺；以沃尔沃转向节为例介绍了卧式锻造转向节工 艺；以某轻型汽车转向节为例介绍了锻造带转向臂转向节工艺。叙述了锻造转向节的设备、生产中出现的质 量问题及对热处理要求，最后对锻造生产转向节的经济效益进行了分析。
沃尔沃锻造厂锻造转向节使用美国克林宁公司 生产的 40000kN 热模锻压力机。加热后坯料由滑道 传到指定位置后，人工夹起坯料放到闭式预锻模中， 压力机压下完成预锻工序，然后人工翻转放入终锻 型槽，压力机最后锻造成形。终锻型槽水平分模，人 工把成形的转向节送出压力机，锻件通过输送带送 到切边工位进行切边。每分钟生产三件，生产速度 快，整个锻造生产人工操作，过程简单。
3 锻造设备 锻造转向节使用什么设备要根据生产批量而
定，目前有三类设备可以选择。一类是模锻锤，这一 类设备只适用于小批量生产，而且工艺落后，产品质 量也较低，不适于现代化的需要，但投资较少。第二 类是螺旋压力机或液压机，这一类设备也只能用于 中、小批量生产。第三类就是热模锻压力机，大批量 生产转向节使用热模锻压力机最为适宜，目前，世界 上大多数锻造厂都在使用热模锻压力机锻造转向 节。热模锻压力机可设置多个型槽，设备有下死点， 可提高模具寿命，热模锻压力机一个行程完成一个 工序，工作可靠、生产效率高、易于实现自动化生产、 受其他因素影响小、锻件质量稳定，缺点是设备投资 较大。各种车型转向节锻造使用热模锻压力机顿位 各异：依维柯面包车、全顺面包车等使用 20000kN～ 25000kN 级。中型汽车使用 40000kN 级。沃尔沃、斯 太尔载重车和北方奔驰使用 63000kN 级。
汽车转向节的锻造工艺
汽车转向节的锻造工艺I. 绪论A. 研究背景和意义B. 研究目的和任务C. 研究方法和内容II. 汽车转向节的结构和工作原理A. 汽车转向系统简介B. 转向节的结构和组成部分C. 转向节的工作原理III. 传统汽车转向节的制造工艺A. 汽车转向节加工工艺流程和技术路线B. 传统汽车转向节的制造工艺特点和问题C. 传统汽车转向节制造工艺的改进方向IV. 汽车转向节的锻造工艺研究A. 锻造工艺的研究背景和意义B. 汽车转向节锻造工艺的设计和优化C. 锻造工艺对汽车转向节性能的影响和评价V. 汽车转向节的锻造工艺应用实例A. 实验设计和测试方法B. 锻造工艺的生产应用和结果C. 汽车转向节的性能测试和评价VI. 结论与展望A. 结论总结B. 研究成果和意义C. 进一步研究的展望与建议第一章：绪论1.1 研究背景和意义随着汽车行业的不断发展，汽车转向节作为汽车传动系统中的关键部件之一，对汽车的稳定性、操控性、安全性等方面起着重要作用。
因此，对汽车转向节的制造工艺进行深入研究，不仅可以提高汽车转向节的性能和可靠性，还可以为汽车行业的发展和推广提供技术支持。
传统汽车转向节的制造过程通常采用加工工艺，需要经过多次加工、热处理等步骤，并且制造周期较长，生产效率低下。
针对这一情况，近年来越来越多的研究者开始使用锻造工艺制造汽车转向节，以提高成型效率、降低制造成本，并且锻造工艺可以有效地提高零件的材料本质特性，进一步提高汽车转向节的整体性能。
1.2 研究目的和任务本论文旨在对汽车转向节的锻造工艺进行深入研究，主要包括以下几个方面：（1）研究汽车转向节的结构和工作原理，了解传统加工工艺的制造过程及存在的问题。
（2）研究汽车转向节的锻造工艺，设计并优化锻造工艺流程，提高制造效率和成型质量。
（3）应用实例测试锻造工艺对汽车转向节性能的影响和评价，验证实际应用效果。
1.3 研究方法和内容本论文主要使用文献资料法、实验研究法、数值模拟法等多种研究方法，对汽车转向节的锻造工艺进行深入分析和探讨。
CimatronE11.0模板定制在汽车转向节锻造模具制造中的应用
CimatronE11.0模板定制在汽车转向节锻造模具制造中的应用
Cimatron E11.0模板定制在汽车转向节锻造模具制造中的
应用
安徽安簧机械股份有限公司 (安庆 246005) 曹结根
【期刊名称】金属加工：冷加工
【年(卷),期】2014(000)010
【总页数】2
随着汽车制造业的发展，对于汽车转向节锻造模具的加工精度要求越来越高，因此，如何提高模具表面加工质量，提高锻压、切边、精整制件精度将成为一个企业能否承接高端商务乘用和越野SUV汽车锻造模具的重要技术能力衡量指标;为了能更好、更专业地满足锻件加工质量和周期的需求，笔者特根据锻造模具的需求定制了一整套加工模板(基于CimatronE11.0的模块)来实现自动化编程和自动化加工，助推汽车锻模行业的发展。
1.目前模具编程加工存在问题
数控编程:编程人员工作压力大，编程工作量大，且存在不可控碰撞风险(比如锻模都是通过大量的焊补进行修复重新使用)，工艺流程无标准规范，数控加工行业人员流动频繁，个人操作和工作习惯不同，造成企业工艺流程千姿百态，无法统一。
2.CimatronE11.0模板编程解决方案及实例应用
(1)准备工作先用集合、组合曲线和颜色等功能将图档归类、控制加工范围和根据精度要求区分不同的加工曲面(比如产品型腔内要留余量用于精加工，桥面和飞边仓面直接粗加工到位)，如该产品为右转向节，先建立右转向节集合，根据需要提取型腔内部轮廓线和锁扣及上下倒角的轮廓线，并用颜色将型腔(粉。
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汽车转向节的锻模设计
摘要
一辆汽车由多个部分组成,其中的汽车转向节是汽车上的关键零件,它既要承载车体重量,又需要承受前轮刹车的制动力矩并传递转向力矩,所以需要对其外形结构和机械性能有严格要求。
随着汽车行业的快速发展,汽车的需求量增大,对汽车转向节的需求量也同时增加。
由于其外形结构非常特殊,以传统的加工工艺方式已不能满足其强度和精度要求,因此锻造加工成为了制造汽车转向节的最优加工方式。
关键词：转向节预锻终锻
1绪论
1.1目的及意义
汽车转向节是汽车转向控制系统的重要零部件,它承担着传递转向力矩的重要作用,作为汽车的主要安保部件之一,它既承担着车辆的制动力矩,同时还支撑着汽车的总体重量。
在汽车正常行驶途中,汽车转向节时常承担着重复的冲击载荷,所以它必须在满足高强度的机械性能和高标准的配置要求的同时,还要求有强大的抗疲劳能力[1]。
作为车辆的主要驱动元件,汽车转向节能保证车辆在复杂多变的情况下能够保持行驶稳定性,但由于其造型复杂,在生产过程中不易成型,而且对零部件的品质要求也相当高,因此过去的传统生产方式和制造方法已不能满足如今汽车现代化和大批量生产的要求。
不同的汽车型号它们的转向节也会稍有差异,因此现今市场上的转向节型号繁多,实现汽车转向节生产方式的优化是解决汽车批量生产的重要课题[2]。
以锻造加工为主的汽车转向节生产方式,满足了优化转向节锻造技术、降低材料的损耗率、节约工时以及减少成本的要求,同时对汽车转向节的合理锻造方法进行探
索研究以及对锻造新工艺的开发具有重要意义,因此对锻模进行高端的技术设计
和研究是非常关键的。
现今机器工业中生产毛坯的主要途径之一便是锻造,其优势就是它可以改变
各种金属材质原有的组合,使其力学性能与物理性能获得了较大的改善,同时锻造
还可以增加各种金属资源使用率以节省各种金属资源,并且锻造还可以直接获得
金属零部件的外形,对于部分零部件来说锻造完成后甚至能进行使用。
锻造工
艺能挤压锻件中的气孔并其疏松组织,粉碎粗大的颗粒使之变成细小颗粒,并形成
沿着零件轮廓合理分布的纤维组织。
纤维组织的形成,有助于零件的重塑形状并
提升冲击韧性。
外形较简洁的零部件可采用锻造工艺制作,且应用灵活简便,还可
锻造成外形比较复杂、不需要或仅须少许机械加工处理的精密铸造设备,既能单
件小批量投产,也能进行大批量生产,有更高的劳动生产
1.3研究内容
本研究的主要内容,是通过从汽车转向节的零件图中估算出锻造机的主要参数,并通过对锻件进行数据分析,进而制定出符合要求的锻造模具。
拟研究的设计
方案包括：
1.根据转向节的零件制作锻件图纸；
2.计算锻件的主要参数：锻件在平面上的投影面积、周边直径、尺寸和比重；
3.转向节锻件的基本形态分析和加工工艺分析；
4. 锻锤吨位的确定；
5. 设计锻件终锻模膛和预锻模膛（如飞边槽的类型和规格等）；设计制坯
模膛；进行锻模结构的整体设计。
汽车转向节是结构中的特殊零件,其在铸造中的工艺多而十分复杂,所以对其
模具设计和铸造技术均有很高要求,同时在转向节铸造的工艺中,也存在着铸造设
备的效率低下,铸造设备质量差,铸造能耗高的各种情况。
此次毕业设计将从转向
节的铸造模具开始,采用零件图设计锻件和转向节锻模,尽可能改善转向节的锻造
工艺,从而在增加铸造中的资源效率,在提高产品表面质量的同时提高产量。
2转向节零件的分析
由转向节的零件图（图2-1）可知,转向节是由下方的空心圆柱体和上方的叉
形部件所组成,且左右对称,结构比较简易。
模锻时,将胚料横放在上方开口处,先
使胚料弯曲,后压入变形填满模膛。
由转向节的结构会出现一个问题,在锻造成形
过程中,该锻件的叉形部分顶端和空心圆柱底端的模膛深度较深,导致胚料在弯曲
和压入时,不容易充填到模膛深处。
因此在设计预锻模膛时必须保证此处能储备
足够的金属,以便终锻时能够充满模膛。
技术要求：
1.斜度为7°；
2.度：HB207-241；
3.相组织应为均匀的细晶结构；
4.维方向要和转向节外轮廓形状相符；零件材料：45钢；
5.现未充满、分层、裂纹、毛刺、氧化皮及腐蚀现象。
3热锻模压力机的选取
3.1 关于热模锻压力机
工作机构由曲柄、连杆、滑块等零件构成,由电动机和飞轮提供能量,通过齿
轮和皮带传动,由离合器和制动器控制机器运作,最后组合在机身中。
热模锻压力
机虽然结构比较复杂且价格昂贵,但它仍然是被广泛应用的模锻设备之一。
热模
锻压力机上可模锻对变形速度的变化很敏感的材料,而这些材料无法在锤上模锻。
热模锻压力机除了可进行模锻外,还可进行热墩挤和热精压等工艺,是自动化和高
效化生产线的首选。
4转向节的锻模设计
4.1 锻件图的制定
锻件图是标注了锻件的基本情况和技术要求的零件图之一。
在锻件图中包括了规定的最基本的锻件外形及尺寸,尺寸公差、上下极限偏差和机械加工余量,以及对于锻件的材料选择、热处理以及清理方式等技术条件。
锻件图有冷和热之分。
冷锻件图一般用在生产和检验中,它是根据零件图计算绘制的,而锻模制造过程中用到的工艺图纸是热锻件图。
在没有特殊说明的情况下,锻件图一般指冷锻件图。
4.2 确定分模面位置
由于模锻的方式有开式和闭式之分,所以分模也有横向分模和纵向分模或两者结合的多向分模。
分模面和分模线的形状视零件和模锻工艺的需要,可以是直线、折线、曲线或平面。
对于开式锻模,确定分模面的主要原则是：
１.分模面应选在方便观察上下模膛错开的地方。
２.将最大投影面作为分模面,可方便的将锻件从模具中取出。
３.选择直线分模开使锻模方便生产；但某些锻件的形状特殊,可用折线或曲线分模,以适应其不对称性,便于金属充满模膛。
４.若锻件为圆柱形且有H≤D,则不应取轴向分模应尽量取径向分模,。
５.要保证锻件有合理的流线分布,尤其是有流线要求时。
但由于转向节是叉形件,形状较为复杂,使用径向分模和轴向分模不能保证锻件能顺利的脱模,所以转向节应该使用曲线分模
5结束语：
本文主要阐述了汽车转向节的锻模设计,从终锻的热锻件图出发,按照预锻模膛的设计原则,绘制出预锻的热锻件图,再设计出预锻模膛和制坯模膛,最后做出模具的结构,从而实现了对汽车转向节锻模结构的初步设计。
最后以初步设计过
程作为基础,将预锻和终锻模具图以及切边模图绘制出来。
汽车转向节锻模设计的出现将使汽车转向节的生产能够实现快速,精准和稳定。
参考文献
[1] 刘雅辉,刘淑梅,何文涛,等.阻力墙设计对转向节模锻成形[J].塑性工程学2015,22(3):44-48.
[2]. 李尚健.锻造工艺及模具设计资料[M].机械工业出版社,1991,ISBN
号:7-111-02633-0
[3]. 苏晓斌,宓一鸣,龚红英,等.轿车B23转向节模锻成形工艺设计[J].上海工程技术大学学报,2012,26（2）：141-143 .
通讯作者：朱英，硕士研究生，讲师。
论文来源：2023届本科毕业设计（论文）。