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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42.4 kN。第二道工序是将螺钉头部镦粗，该工序所需成形力为58.2 kN。第三道工序是终锻成形，该工序所需成形力为287.4 kN。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。
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单位上海交通大学; 泛亚汽车技术中心有限公司
