选题背景和意义[2]制造业被划分入第二产业，是国家的支柱产业。发展制造业可谓是提升我国综合国力的重中之重、也是打造成为世界强国的必经之路。2014年12月，“中国制造2025”这一概念被首次提出。现在国务院正式印发了由工业和信息化部会同国家发改委、科技部、财政部、质检总局、工程院等部门和单位联合编制的《中国制造2025》。其中10多处提到“汽车”，显示了我国对汽车制造的高度关注。70602

随着汽车工业的发展，汽车零部件中对高精度、形状复杂锻件的需求量越来越大，传统的加工工艺已经不能满足汽车零件产品需求。在这种情况下，锻造新工艺的开发对于新型汽车零件的生产尤为重要，而先进工艺模具设计方法将对提高汽车零件设计水平、缩短零件研制周期和降低成本起着举足轻重的作用，从而大大提高汽车市场的竞争力。[6]

汽车转向节作为转向系统上关键零件，按照用途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：按照形状特点可分为枝叉类转向节、中心孔类转向节和套筒类转向节三大类，如图3-1所示。枝叉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中心孔、法兰和枝杈构成；套筒类转向节主要由套筒、法兰和长杆组成”。枝叉类转向节和中心孔类转向节都属于复杂类锻件。[6]

目前汽车转向节锻件主要依靠设计人员的经验不断试模、修模来保证质量，即使经验丰富的设计人员也很难保证一次成形出合格的终锻件，反复的试模、修模不仅浪费大量时间、人力和物力，而且增加生产成本，降低企业在市场中的竞争力。

2调研报告

2.1 国内外转向节零件的发展现状及其趋势

2.2汽车转向节零件的结构特征和工作原理[4]

转向节通过三个衬套和两个螺栓与车身相连，并通过法兰盘的制动器安装孔与制动系统相连。在车辆高速行驶时，路面通过轮胎传递到转向节上的振动，是我们分析时考虑的主要因素。计算时利用已有的整车模型，对整车施加4G的重力加速度，算出转向节三个衬套中心点和两个螺栓安装孔中心点的支反力作为施加载荷，并约束法兰盘连接制动系统端面上所有结点的123456自由度。[2]

转向节的结构和作用有点象人体四肢上的关节，它允许被连接的零件之间的夹角在一定范围内变化。为满足动力传递、适应转向和汽车运行时所产生的上下跳动所造成的角度变化，前驱动汽车的驱动桥，半轴与轮轴之间常用转向节相连。但由于受轴向尺寸的限制，要求偏角又比较大，单个的转向节不能使输出轴与轴入轴的瞬时角速度相等，容易造成振动，加剧机件的损坏，产生很大的噪音，所以广泛采用各式各样的等速转向节。在前驱动汽车上，每个半轴用两个等速转向节，靠近变速驱动桥的转向节是半轴内侧转向节，靠近车轴的是半轴外侧转向节。在后驱动汽车上，发动机、离合器与变速器作为一个整体安装在车架上，而驱动桥通过弹性悬挂与车架连接，两者之间有一个距离，需要进行连接。汽车运行中路面不平产生跳动，负荷变化或者两个总成安装的位差等，都会使得变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离发生变化，因此在后驱动汽车的转向节传动形式都采用双转向节，就是传动轴两端各有一个转向节，其作用是使传动轴两端的夹角相等，保证输出轴与轴入轴的瞬时角速度始终相等。论文网

图1-2复杂程度高和复杂程度低的转向节锻件[5]