锥形轴承套圈热辗扩数值模拟与工艺优化
发布时间：2020-12-16 00:23
随着我国客运、船舶、装备制造、航空航天等工业领域的快速发展,轴承的需求逐渐增多。轴承套圈作为轴承中最重要的组件,直接决定了轴承的性能和寿命。目前轴承套圈的生产大多采用热辗扩成形工艺,轴承套圈在锻造过程中缺陷时有发生,毛刺和折叠缺陷一直是轴承套圈锻造生产中最为普遍的问题。这些缺陷会加大机加工难度,严重的甚至会对机加工设备造成损害。因此通过对辗扩工艺参数和毛坯尺寸形状的改变来探究影响轴承套圈的折叠、毛刺缺陷因素的工作具有重要意义。本文研究内容为某锻造厂锥形截面环件辗扩成形项目,根据其辗扩设备及工艺流程在MSC.Marc上建立锥形截面环件的径向半开式辗扩热-力耦合模型,模拟其辗扩成形过程,分析了Mises应力、等效应变、温度分布规律。重点研究了毛刺和折叠缺陷的形成原因及分布和变形规律。研究揭示了增大驱动辊进给速度可以有效抑制毛刺和折叠缺陷,改变驱动辊转速对毛刺缺陷影响较小,减小环件辗扩比同样可以可以抑制毛刺和折叠缺陷。通过改变环件尺寸形状的方式,确认了在内锥形环件截面内径边缘预设倒角对可以抑制环件锻件毛刺缺陷。合理设计外锥形环件外表面形状可以抑制环件锻件外表面折叠缺陷。
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 环件辗扩成形技术
1.2 环件辗扩类型及原理
1.2.1 径向辗扩
1.2.2 径-轴向辗扩
1.3 环件辗扩特点及优势
1.4 热辗扩成形工艺
1.5 国内外对环件辗扩的研究
1.5.1 环件辗扩实验研究
1.5.2 环件辗扩理论研究
1.5.3 有限元仿真模拟研究
1.6 异形截面环件
1.6.1 异形截面环件概括
1.6.2 异形截面环件辗扩研究现状
1.7 课题的研究目的及意义
1.8 本文研究内容
第二章 环件热辗扩基本理论
2.1 引言
2.2 环件辗扩静力学原理
2.2.1 环件咬入力学模型与条件
2.2.2 环件咬入的影响因素
2.2.3 环件锻透力学模型与条件
2.2.4 环件锻透条件影响因素
2.3 环件辗扩工艺参数设计
2.3.1 轧辊极限直径
2.3.2 环件极限壁厚
2.3.3 辗扩比
2.3.4 辗扩温度
2.3.5 每转进给量
2.3.6 进给速度
2.3.7 辗扩时间
2.4 弹塑性有限元理论基础
2.4.1 弹塑性有限元方法概述
2.4.2 弹塑性力学基本方程
2.4.3 有限元分析步骤
2.5 MSC.MARC有限元软件简介
2.5.1 简介
2.5.2 接触分析
2.6 本章小结
第三章 内锥形截面环件热辗扩工艺优化数值模拟
3.1 引言
3.2 内锥形截面环件毛坯设计原理及方法
3.2.1 环件毛坯设计原理
3.2.2 内锥形环件毛坯设计方法
3.3 内锥形截面环件制坯工艺流程
3.4 内锥形截面环件辗扩成形有限元模型建立
3.4.1 建立几何模型与网格划分
3.4.2 定义材料特性
3.4.3 定义接触
3.4.4 定义约束和加载方式
3.4.5 提交运算
3.5 结果分析
3.5.1 几何模拟结果
3.5.2 应力应变
3.5.3 温度
3.5.4 毛刺缺陷
3.6 热辗扩成形工艺参数对毛刺缺陷的影响
3.6.1 进给速度对毛刺的影响
3.6.2 驱动辊转速对毛刺的影响
3.7 毛坯尺寸参数对毛刺缺陷的影响
3.7.1 辗扩比对毛刺缺陷的影响
3.7.2 倒角对毛刺缺陷的影响
3.8 工艺参数及毛坯尺寸优化
3.9 本章小结
第四章 外锥形截面环件辗扩工艺优化数值模拟
4.1 引言
4.2 外锥形截面环件毛坯设计方法
4.3 外锥形截面环件制坯工艺流程
4.4 外锥形截面环件辗扩成形有限元模型建立
4.4.1 几何建模与网格划分
4.4.2 定义材料特性
4.4.3 接触定义、约束和加载方式
4.4.4 提交运算
4.5 结果分析
4.5.1 几何形状变形过程分析
4.5.2 应力应变分析
4.5.3 折叠缺陷分析
4.6 毛坯尺寸参数对折叠缺陷的影响
4.6.1 毛坯形状对折叠影响
4.6.2 辗扩比对折叠缺陷的影响
4.7 进给速度对折叠缺陷的影响
4.8 工艺参数及毛坯尺寸优化
4.9 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：2919169
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 环件辗扩成形技术
1.2 环件辗扩类型及原理
1.2.1 径向辗扩
1.2.2 径-轴向辗扩
1.3 环件辗扩特点及优势
1.4 热辗扩成形工艺
1.5 国内外对环件辗扩的研究
1.5.1 环件辗扩实验研究
1.5.2 环件辗扩理论研究
1.5.3 有限元仿真模拟研究
1.6 异形截面环件
1.6.1 异形截面环件概括
1.6.2 异形截面环件辗扩研究现状
1.7 课题的研究目的及意义
1.8 本文研究内容
第二章 环件热辗扩基本理论
2.1 引言
2.2 环件辗扩静力学原理
2.2.1 环件咬入力学模型与条件
2.2.2 环件咬入的影响因素
2.2.3 环件锻透力学模型与条件
2.2.4 环件锻透条件影响因素
2.3 环件辗扩工艺参数设计
2.3.1 轧辊极限直径
2.3.2 环件极限壁厚
2.3.3 辗扩比
2.3.4 辗扩温度
2.3.5 每转进给量
2.3.6 进给速度
2.3.7 辗扩时间
2.4 弹塑性有限元理论基础
2.4.1 弹塑性有限元方法概述
2.4.2 弹塑性力学基本方程
2.4.3 有限元分析步骤
2.5 MSC.MARC有限元软件简介
2.5.1 简介
2.5.2 接触分析
2.6 本章小结
第三章 内锥形截面环件热辗扩工艺优化数值模拟
3.1 引言
3.2 内锥形截面环件毛坯设计原理及方法
3.2.1 环件毛坯设计原理
3.2.2 内锥形环件毛坯设计方法
3.3 内锥形截面环件制坯工艺流程
3.4 内锥形截面环件辗扩成形有限元模型建立
3.4.1 建立几何模型与网格划分
3.4.2 定义材料特性
3.4.3 定义接触
3.4.4 定义约束和加载方式
3.4.5 提交运算
3.5 结果分析
3.5.1 几何模拟结果
3.5.2 应力应变
3.5.3 温度
3.5.4 毛刺缺陷
3.6 热辗扩成形工艺参数对毛刺缺陷的影响
3.6.1 进给速度对毛刺的影响
3.6.2 驱动辊转速对毛刺的影响
3.7 毛坯尺寸参数对毛刺缺陷的影响
3.7.1 辗扩比对毛刺缺陷的影响
3.7.2 倒角对毛刺缺陷的影响
3.8 工艺参数及毛坯尺寸优化
3.9 本章小结
第四章 外锥形截面环件辗扩工艺优化数值模拟
4.1 引言
4.2 外锥形截面环件毛坯设计方法
4.3 外锥形截面环件制坯工艺流程
4.4 外锥形截面环件辗扩成形有限元模型建立
4.4.1 几何建模与网格划分
4.4.2 定义材料特性
4.4.3 接触定义、约束和加载方式
4.4.4 提交运算
4.5 结果分析
4.5.1 几何形状变形过程分析
4.5.2 应力应变分析
4.5.3 折叠缺陷分析
4.6 毛坯尺寸参数对折叠缺陷的影响
4.6.1 毛坯形状对折叠影响
4.6.2 辗扩比对折叠缺陷的影响
4.7 进给速度对折叠缺陷的影响
4.8 工艺参数及毛坯尺寸优化
4.9 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：2919169
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