基于有限元模拟的机车齿轮锻件的毛坯形状优化

针对机车齿轮锻件在成形过程中容易出现轮毂和轮辋充填不满、成形力较大和模具寿命短的问题,根据坯料在不同自由空间下不同填充情况,提出了上凹形坯料的新方案。利用有限元软件Deform-3D建立机车齿轮锻件热锻有限元模型,并模拟其成形过程。以成形载荷作为目标函数,采用黄金分割法,对镦粗毛坯直径进行优化设计,使锻件在成形饱满的前提下,将成形载荷降低了31.76%,提高了模具寿命。实际生产与有限元模拟具有较好的一致性,锻件形状满足设计要求,无缺料、折痕等缺陷。