[發明專利]一種軌道車輛用抗側滾扭桿軸鐓粗工藝仿真分析方法

有效

• 申請號: 201810588837.0
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108804816B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 黃小青;賀旭龍;王京雁;卜繼玲;王小臣;付國輝;龍立志
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發明公開了一種軌道車輛用抗側滾扭桿軸鐓粗工藝仿真分析方法，實施步驟包括：將鐓粗工藝按進行順序分解為棒料加熱、鐓粗成形、整體冷卻三個工序并獲取工藝文件，獲取三個工序所涉及的尺寸參數以及材料牌號；建立棒料、加熱模具、頂桿、鐓頭、凹模、固定模具的幾何模型，并按照工藝文件中的參數完成棒料與加熱模具、凹模以及固定模具的裝配；在在成型工藝模擬分析軟件中分別進行棒料加熱、鐓粗成形、整體冷卻三個工序的仿真且在滿足要求后進行合理性判斷得到最終的工藝參數方案。本發明通過仿真分析方法替代目前的經驗設計法，能夠解決目前鐓粗工藝試制次數多，生產周期長，制造成本高的問題。

技術領域

本發明涉及軌道車輛用抗側滾扭桿軸鐓粗成型生產技術，具體涉及一種軌道車輛用抗側滾扭桿軸鐓粗工藝仿真分析方法。

背景技術

空氣彈簧的應用大大改善了火車車輛的垂向振動性能，但降低了車體的側滾角剛度。為提高車輛的抗側滾性能，抗側滾扭桿裝置被廣泛應用。抗側滾扭桿軸結構特征是軸端部直徑遠超過中間段直徑，該結構通過端部鐓粗工藝（一種通過模具軸向擠壓變形增大工件直徑的成型工藝）實現，具體工藝過程如下：將棒料通過中頻爐進行端部加熱，然后移至鐓粗設備，將棒料加熱端部放置于凹模型腔內并定位。在壓力機作用下，鐓頭沿軸向擠壓棒料直至其完全充填滿整個模具型腔，然后卸載模具，將桿件置于固定模具中空冷至室溫。

鐓粗工藝需要保證扭桿軸鐓粗部分滿足尺寸要求，不能存在充填不滿缺陷，并且流線分布規則；鐓粗工藝的主要參數，包括加熱溫度、模具尺寸、棒料尺寸、設備載荷等。目前扭桿軸墩粗工藝的研究主要基于經驗分析法，通過大量的產品試制，進行產品性能試驗，小批量全部合格后才能進行批量生產，存在難以發現缺陷形成機理，試制次數難以控制，批量生產定型周期長，試制試驗成本高昂等缺點，不利于產品開發周期和開發成本的控制，不利于產品快速推向市場，對產品的市場競爭力有至關重要的影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種軌道車輛用抗側滾扭桿軸鐓粗工藝仿真分析方法，通過仿真分析方法替代目前的經驗設計法，能夠解決目前鐓粗工藝試制次數多，生產周期長，制造成本高的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種軌道車輛用抗側滾扭桿軸鐓粗工藝仿真分析方法，其特征在于實施步驟包括：

1）將鐓粗工藝按進行順序分解為棒料加熱、鐓粗成形、整體冷卻三個工序并獲取三個工序的工藝文件，根據工藝文件獲取三個工序所涉及的棒料、加熱模具、頂桿、鐓頭、凹模、固定模具的尺寸參數以及材料牌號；

2）建立棒料、加熱模具、頂桿、鐓頭、凹模、固定模具的幾何模型，并按照工藝文件中的參數完成棒料與加熱模具、凹模以及固定模具的裝配；

3）在成型工藝模擬分析軟件中新建一個棒料加熱工序，將裝配好的棒料及加熱模具的幾何模型導入，設置加熱方式，劃分網格，對棒料定義流線、材料屬性，建立棒料加熱仿真模型，設置棒料加熱工序的工藝參數進行棒料加熱工序模擬；

4）讀取棒料加熱工序模擬時棒料的溫度分布并判斷是否與工藝溫度一致，如果與工藝溫度一致，則導出棒料加熱工序的仿真結果，跳轉執行步驟5）；否則修改棒料加熱工序的至少一項工藝參數，所述棒料加熱工序的工藝參數包括加熱時間、加熱范圍、控制加熱溫度以及加熱區域，跳轉執行步驟4）；

5）在成型工藝模擬分析軟件中新建一個鐓粗成形工序，將裝配好的頂桿、鐓頭、凹模的幾何模型導入，并導入加熱工序的棒料的幾何模型作為工件，設置鐓頭的設備運動驅動類型為液壓機，設置達到指定行程時停止，工件采用上一步加熱工序模擬的網格，對凹模和工件定義材料屬性，建立鐓粗成形工序仿真模型；