油泵柱塞组件旋压收口工艺仿真及优化研究

发布时间：2020-06-13 16:04

【摘要】：油泵柱塞组件的收口方式主要有模压收口和旋压收口。两者相比之下,旋压收口具有收口过程稳定、成形质量好、易于实现自动化等优点,已成为柱塞组件收口的主流发展方向。本文中针对油泵柱塞组件旋压收口工艺建立了有限元仿真分析方法,通过对旋压力、拉脱力、轴向游隙和摆角等参数进行研究,分析了相关工艺参数对柱塞组件旋压收口的影响,为油泵柱塞组件旋压成形工艺参数的制定提供了依据。本文主要工作如下:(1)根据柱塞组件旋压收口工艺过程的稳定性及柱塞组件旋压收口的成形质量,确定旋压收口工艺的主要评价指标为旋压力、拉脱力、轴向游隙、摆角等,并根据这些指标建立了油泵柱塞组件旋压收口的有限元仿真模型,同时提出了各个指标的具体获取方法。(2)在不同旋压参数下开展旋压试验对仿真模型的合理性进行了验证,通过比较得到仿真与试验中轴向力误差不超过15%。同时,在模型验证后的基础上得到,在进给量范围为0.03~0.27mm/r时,随着进给量的增大,旋压力及拉脱力出现了增大的趋势,而随着转速的增大,旋压力及拉脱力变化均不明显,仅轴向游隙出现了明显的减小。(3)开展了油泵柱塞组件旋压收口工艺优化研究,优化的参数有滑靴结构参数、旋轮结构参数及旋压参数。首先,通过单变量仿真研究得到滑靴最优的结构参数。然后在滑靴结构优化的基础上,采用正交仿真优化的方法对旋轮结构及旋压参数进行优化,并以极差法和模糊分析法为分析手段,发现进给量是影响柱塞组件旋压收口工艺的最主要因素,同时得到了最优的旋压参数及旋轮参数为:f=0.3mm/r、n=400r/min、D=45mm、α=30°。
【图文】：

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油泵柱塞组件旋压收口工艺仿真及优化研究1.2.2 旋压收口柱塞组件旋压收口主要是通过旋轮对滑靴的凸台部位进行挤压，使得凸台部位连续渐进生变形，进而将柱塞包裹住，如图 1.2 所示。旋压收口具有成形过程稳定、收口后表面质量高[8]、易于实现自动化等优点。此外，旋口对滑靴毛坯还起到一定的检验作用，在旋压过程中旋轮在滑靴圆周方向连续、逐点地挤此滑靴中若有夹渣、裂纹等缺陷均会被暴露出来，可以在一定程度上避免不合格品投入使

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冻隼矗嘹梢栽谝欢ǔ潭壬媳苊獠缓细衿吠度胧褂谩Ｍ?1.1 哈弗模收口示意图图 1.2 旋压收口示意图1.2.3 模压和旋压收口方式的对比由上述内容可知，旋压收口相比于哈弗模收口具有较为明显的差异，主要可以从装夹方式、收口过程、操作方式及收口质量进行对比，具体如表 1.1 所示。表 1.1 模压收口方式与旋压收口方式的对比模压收口旋压收口装夹方式需先将滑靴放在收口模中，再将柱塞置于对开模中，然后将两者安装在一起。旋压收口需要将滑靴尾部先用卡爪夹紧，再将柱塞置于滑靴中用顶尖顶紧。收口过程瞬间成形，收口过程冲击大。连续渐进成形，成形过程稳定。操作方式人工手动压下机械装置。数控设备自动进给。收口质量收口过程中冲击大，收口质量不稳定，产品合格率较低。滑靴连续渐进地发生变形，收口过程稳定，滑靴表面成形质量较好。综上可见，相比于模压收口，旋压收口具有收口过程稳定，，滑靴表面成形质量好，易于实现自动化等优点。因此，旋压收口方式是柱塞组件未来收口方式的主流研究方向。1.3 旋压成形工艺的研究现状旋压成形具有成形过程稳定、成形质量好、易于实现自动化等优点，成为了一种广泛应用于金属塑性成形领域的近净成形加工方式
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TG306;TH322

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