装载机轮边减速支撑轴锻造成形机理数值模拟与工艺优化
发布时间：2021-01-15 07:59
伴随着全球经济一体化和各种科学技术的不断突破,在经济的各个领域尤其是机械工业获得了长足的发展和进步。然而,由于近年来频繁爆发的能源与金融危机,节能、降耗、环保、增效的生产模式已成为各个企业在面对越来越严峻的能源与环境危机以及残酷的市场竞争中赖以生存的法宝。作为污染和能耗都很高的机械制造业,如何在现有的生产条件下,实现低能耗、小成本、高品质的产品研发与生产就显得更为迫切。在这种情况下,企业生产使用先进制造技术,例如在金属制造企业使用金属精密成型技术,开发省材、节能的新工艺已成为当今机械制造业,尤其是汽车零件制造业的重点研究与发展方向之一。作为汽车部件中极为重要的承力零件之一,支撑轴在汽车工业,特别是大型工程机械领域中的应用极为广泛。由于支撑轴属于大型回转类挤压件,受工作环境和加工方法的限制,该类零件在生产和使用过程中常面临零件生产原材料浪费严重、电能消耗大、加工时间长、力学性能差、使用寿命短等问题。因此,针对我国目前汽车零件制造业的现状,开展装载机轮边减速支撑轴锻造成形的数值模拟与工艺优化具有极为重要的现实意义。本文通过对柳州某机械厂进行实地考察和调研,结合工厂现有的生产设备和生产条件,...
【文章来源】：广西科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
—1零件图
本课题来源于柳州某机械厂关于装载机用轮边减速支撑轴生产工艺优化的攻关项目。轮边减速支撑轴是重型工程车辆中的重要承力零件，其形状如图1所示，它的使用消耗量大，工作环境恶劣。在使用过程中由于承受剪切力的作用，零件经常发生断裂，因此其综合力学性能要求高。从外观上看，支撑轴属于阶梯状圆柱体空心类零件，工件的长度较长且体积较大。传统的加工过程多是采用锻造成形方法成形外部阶梯状轮廓，最后完全使用钻床机加 图1—1 零件图工完成其空心部分的加工，如图2所示。采用这种 Figure 1-1 parts drawing方案的缺点是：生产效率低下
塑性成形模拟系统的建立就是将计算机图形处理、金属塑性成形工艺以及塑性有限元等相关技术和设计数据进行相互组合。使用有限单元法对某物体进行分析的整个过程如图2-2所示，将主要的设计参数通过前处理面板输入计算机，把各项参数都设置完成后提交软件自带的运算器进行计算分析。但计算完成后将计算结果输入后处理程序中通过数据转换，最后以动画、图表和数据库的形式提交给设计人员以供其进行相关的修改和完善[39]。图2-2 刚塑性有限元分析系统程序框架Figure 2-2 rigid plastic finite element analysis system application framework2.3.2 有限元模拟系统的发展历程在实际生产和科学研究过程中，我们都会遇到许多需要进行计算求解的数学、物理或者是力学问题。对于其中的一些性质简单、求解域规则、未知数少的问题，人们已经通过使用数学的解析方法求出精确的结果，并将类似问题的共同性质或者是特性用公式和定理的方法进行总结。但是对于其他大多数的问题我们是不能得到具体的解析结果的。对于这类问题，我们只有通过设立前提条件，通过简化以得到近似解。经过科学家们不断的努力研究和探索，另一种方法——数值解法出现了。随着这种方法的不断发展和完善
【参考文献】：
期刊论文
[1]精锻成形技术的现状及其发展[J]. 孙令强. 模具制造. 2002(03)
[2]金属塑性成形有限元模拟中材料体积变化[J]. 周杰,孙新岭,张涛,李海峰. 模具技术. 2001(01)
[3]模具结构及成形工艺对模具寿命影响的研究[J]. 徐耀坤. 锻压技术. 2000(04)
[4]DEFORM-2D和DEFORM-3DCAE软件在模拟金属塑性变形过程中的应用[J]. 林新波. 模具技术. 2000(03)
[5]DEFORMTM有限元分析系统及其在塑性加工中的应用[J]. 周飞,彭颖红,阮雪榆. 模具技术. 1997(04)
[6]金属高温塑性本构方程的研究[J]. 王少林,阮雪榆,俞新陆,陈森灿,胡宗式. 上海交通大学学报. 1996(08)
[7]金属塑性成形过程的计算机模拟系统[J]. 卫原平,彭颗红,阮雪榆. 上海交通大学学报. 1996(03)
[8]模具设计如何运用金属塑性成形原理[J]. 刘世骧. 机械研究与应用. 1994(03)
[9]CONFORM连续挤压耦合热变形过程的刚粘塑性有限元分析[J]. 彭颖红,阮雪榆,左铁镛,彭大暑. 中国有色金属学报. 1994(03)
[10]重型曲轴的锤模锻工艺和模具的设计[J]. 赵明钟. 锻压技术. 1994(02)
硕士论文
[1]支撑轴挤压模具有限元分析及组合凹模优化[D]. 张敏.山东大学 2007
[2]汽车零件锻造成形机理数值模拟与工艺模具开发研究[D]. 任发才.山东大学 2006
[3]汽车曲轴成形过程模拟与工艺优化研究[D]. 周斌.重庆大学 2004
本文编号：2978546
【文章来源】：广西科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
—1零件图
本课题来源于柳州某机械厂关于装载机用轮边减速支撑轴生产工艺优化的攻关项目。轮边减速支撑轴是重型工程车辆中的重要承力零件，其形状如图1所示，它的使用消耗量大，工作环境恶劣。在使用过程中由于承受剪切力的作用，零件经常发生断裂，因此其综合力学性能要求高。从外观上看，支撑轴属于阶梯状圆柱体空心类零件，工件的长度较长且体积较大。传统的加工过程多是采用锻造成形方法成形外部阶梯状轮廓，最后完全使用钻床机加 图1—1 零件图工完成其空心部分的加工，如图2所示。采用这种 Figure 1-1 parts drawing方案的缺点是：生产效率低下
塑性成形模拟系统的建立就是将计算机图形处理、金属塑性成形工艺以及塑性有限元等相关技术和设计数据进行相互组合。使用有限单元法对某物体进行分析的整个过程如图2-2所示，将主要的设计参数通过前处理面板输入计算机，把各项参数都设置完成后提交软件自带的运算器进行计算分析。但计算完成后将计算结果输入后处理程序中通过数据转换，最后以动画、图表和数据库的形式提交给设计人员以供其进行相关的修改和完善[39]。图2-2 刚塑性有限元分析系统程序框架Figure 2-2 rigid plastic finite element analysis system application framework2.3.2 有限元模拟系统的发展历程在实际生产和科学研究过程中，我们都会遇到许多需要进行计算求解的数学、物理或者是力学问题。对于其中的一些性质简单、求解域规则、未知数少的问题，人们已经通过使用数学的解析方法求出精确的结果，并将类似问题的共同性质或者是特性用公式和定理的方法进行总结。但是对于其他大多数的问题我们是不能得到具体的解析结果的。对于这类问题，我们只有通过设立前提条件，通过简化以得到近似解。经过科学家们不断的努力研究和探索，另一种方法——数值解法出现了。随着这种方法的不断发展和完善
【参考文献】：
期刊论文
[1]精锻成形技术的现状及其发展[J]. 孙令强. 模具制造. 2002(03)
[2]金属塑性成形有限元模拟中材料体积变化[J]. 周杰,孙新岭,张涛,李海峰. 模具技术. 2001(01)
[3]模具结构及成形工艺对模具寿命影响的研究[J]. 徐耀坤. 锻压技术. 2000(04)
[4]DEFORM-2D和DEFORM-3DCAE软件在模拟金属塑性变形过程中的应用[J]. 林新波. 模具技术. 2000(03)
[5]DEFORMTM有限元分析系统及其在塑性加工中的应用[J]. 周飞,彭颖红,阮雪榆. 模具技术. 1997(04)
[6]金属高温塑性本构方程的研究[J]. 王少林,阮雪榆,俞新陆,陈森灿,胡宗式. 上海交通大学学报. 1996(08)
[7]金属塑性成形过程的计算机模拟系统[J]. 卫原平,彭颗红,阮雪榆. 上海交通大学学报. 1996(03)
[8]模具设计如何运用金属塑性成形原理[J]. 刘世骧. 机械研究与应用. 1994(03)
[9]CONFORM连续挤压耦合热变形过程的刚粘塑性有限元分析[J]. 彭颖红,阮雪榆,左铁镛,彭大暑. 中国有色金属学报. 1994(03)
[10]重型曲轴的锤模锻工艺和模具的设计[J]. 赵明钟. 锻压技术. 1994(02)
硕士论文
[1]支撑轴挤压模具有限元分析及组合凹模优化[D]. 张敏.山东大学 2007
[2]汽车零件锻造成形机理数值模拟与工艺模具开发研究[D]. 任发才.山东大学 2006
[3]汽车曲轴成形过程模拟与工艺优化研究[D]. 周斌.重庆大学 2004
本文编号：2978546
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