基于Simufact滑动轴承强力旋压成形仿真研究
发布时间：2022-01-21 07:17
滑动轴承是柴油机摩擦副系统中的重要组成部件,在工作中不仅承受着交变载荷作用,还受到高压高温环境与摩擦磨损的影响,因此对其性能提出了很高的要求。采用强力旋压技术加工滑动轴承不仅具有高强耐磨的优点,且有良好的制造精度及机械性能,可显著提高柴油机的可靠性及寿命。本文采用锡青铜QSn7-0.2为原材料,以某型号柴油机连杆小端滑动轴承为例,研究强力旋压主要工艺参数对柴油机滑动轴承成形质量的影响。采用Solidworks三维软件与simufact.forming成形仿真软件,建立滑动轴承强力旋压数值仿真模型。设计单因素试验,研究了强力旋压主要工艺参数（减薄率Ψ、进给比f、主轴转速S、轴向错距C）对滑动轴承成形质量（壁厚偏差、内圆度误差、直线度误差）的影响规律。设计响应曲面试验,得到了强力旋压滑动轴承壁厚偏差、内圆度误差、直线度误差的四元二次回归方程,并对回归方程进行ANOVA方差分析;得到了强力旋压工艺参数及参数间的交互作用对滑动轴承成形质量的影响显著性,并进行了工艺参数优化与预测。设计试验验证了滑动轴承强力旋压仿真与回归模型的可靠性。结果表明:工艺参数对壁厚偏差的影响顺序为:Ψ、f、f S、Ψf...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
筒形件强力旋压示意图
中北大学学位论文20在强力旋压成形过程中旋轮与坯料点接触，旋轮为沿着轴向的进给运动，坯料为随着芯轴转动的旋转运动，在这两种运动的作用下，旋轮通过接触区域对坯料进行施压，使得金属变形沿着螺旋线轨迹前进来完成工件的旋压成形过程。依据金属工件的变形情况，可将筒形件旋压分为三个成形阶段，分别为：起旋阶段、稳定旋压阶段、终旋阶段。这三个成形阶段的应力变化如图2-3所示。图2-3筒形件强力旋压成形阶段的应力变化图Fig.2-3Thestresschangediagramofthecylindricalpartduringthepowerspinningprocess（1）起旋成形阶段。该阶段指由第一个旋轮接触坯料算起，至最后一个旋轮达到旋压所需减薄率的过程。该成形过程时间较短，应力、旋压力均随着减薄率的增大而增大，直至增大到最大值。（2）稳定旋压阶段。该阶段指由起旋阶段完成算起，至终旋阶段开始的过程。该成形过程中应力、旋压力变化较小，均基本维持在一个水平。（3）终旋阶段。该阶段指距坯料尾端5倍的坯料厚度算起，至旋压结束的过程。该成形过程中，旋压力存在明显减小的趋势。2.2.2强力旋压金属流动筒形件变薄旋压这种塑性变形工艺的变形区域很小，仅仅发生于旋轮与工件接触的受压面积，如图2-4所示。此时金属材料存在三个方向的流动：轴向流动、沿旋轮前上方流动及周向流动。
中北大学学位论文211-旋轮；2-筒形件图2-4旋压时筒形件与旋轮的接触区域Fig.2-4Thecontactareabetweenthecylindricalpartandtherotatingwheelduringspinning（1）沿着工件轴线方向的流动，变薄旋压遵循金属流动最小阻力原则，而工件在轴向上变形阻力最小，故金属沿着轴向流动为金属成形中主要流动方向，此时工件长度增加厚度减小，如图2-5所示。t0tfⅠⅡⅢFMvsvs-vs"vsFRvs"vx1vx2123d(a)（a）反旋（b）正旋Ⅰ-待变形区；Ⅱ-变形区；Ⅲ-已变形区1-旋轮；2-筒形件；3-芯模图2-5筒形件金属轴向流动示意图Fig.2-5Schematicdiagramofaxialmetalflowofcylindricalparts假设筒形件金属变形的区域一定，则：
【参考文献】：
期刊论文
[1]变厚板热冲压前后组织及拉伸性能差异性研究[J]. 曹栋杰,王强,江山. 现代冶金. 2019(06)
[2]TC21钛合金筒形旋压有限元模拟和工艺优化[J]. 朱慧安,欧阳德来,崔霞,鲁世强. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2019(03)
[3]发动机轴瓦加工工艺改进设计[J]. 肖洁. 南方农机. 2019(16)
[4]薄壁尖锥形件强力旋压成形缺陷分析与控制[J]. 张良英,詹艳然,谢金生. 锻压装备与制造技术. 2019(04)
[5]滑动轴承材料选择与加工工艺研究[J]. 逯世廷. 现代经济信息. 2019(14)
[6]基于Simufact筒形件强力旋压旋轮数量对成形质量的影响[J]. 李凤刚,原霞,郝晓华,刘涛,王梦洁. 锻压技术. 2019(07)
[7]铜锡合金不同热挤压温度下的组织分析和性能变化[J]. 高伟锋,冯再新,薛臣,殷傲,郭贺冉. 热加工工艺. 2019(07)
[8]QSn7-0.2锡青铜连杆衬套车削加工参数优化[J]. 张厚祖,樊文欣,郭佩剑,李志伟,李姝. 特种铸造及有色合金. 2019(03)
[9]基于机器视觉的锥形旋压件起皱缺陷在线检测方法[J]. 李永婷,夏琴香,肖刚锋,程秀全. 锻压技术. 2019(01)
[10]大长径比铝合金筒正反旋成形性对比研究[J]. 陈锦洪,王成勇,叶鹏飞,安自仁,姚圆圆,程明. 塑性工程学报. 2018(05)
硕士论文
[1]热压缩及旋压工艺对铜锡合金组织与性能的影响[D]. 惠均.中北大学 2019
[2]FeS/Cu-Bi铜基滑动轴承材料的制备及性能研究[D]. 张开源.合肥工业大学 2019
[3]基于均匀设计的强力旋压连杆衬套工艺参数优化研究[D]. 吉梦雯.中北大学 2019
[4]基于ABAQUS的强力旋压滑动轴承残余应力分析研究[D]. 王瑞瑞.中北大学 2019
[5]Ti3SiC2-TiAl基滑动轴承材料制备及性能研究[D]. 黄洪涛.燕山大学 2017
[6]高性能Al-Sn基轴承合金的制备及性能研究[D]. 宋凯强.华南理工大学 2017
[7]强力旋压QSn7-0.2合金微观组织与力学性能的研究[D]. 席奇豪.中北大学 2017
[8]旋压成形设备设计关键技术研究及应用[D]. 赖鹏.浙江大学 2014
[9]薄壁筒体构件反旋减薄旋压载荷与鼓形规律研究[D]. 赵博.中南大学 2013
[10]强力旋压机床控制系统的研究[D]. 张玉萍.山东理工大学 2013
本文编号：3599816
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
筒形件强力旋压示意图
中北大学学位论文20在强力旋压成形过程中旋轮与坯料点接触，旋轮为沿着轴向的进给运动，坯料为随着芯轴转动的旋转运动，在这两种运动的作用下，旋轮通过接触区域对坯料进行施压，使得金属变形沿着螺旋线轨迹前进来完成工件的旋压成形过程。依据金属工件的变形情况，可将筒形件旋压分为三个成形阶段，分别为：起旋阶段、稳定旋压阶段、终旋阶段。这三个成形阶段的应力变化如图2-3所示。图2-3筒形件强力旋压成形阶段的应力变化图Fig.2-3Thestresschangediagramofthecylindricalpartduringthepowerspinningprocess（1）起旋成形阶段。该阶段指由第一个旋轮接触坯料算起，至最后一个旋轮达到旋压所需减薄率的过程。该成形过程时间较短，应力、旋压力均随着减薄率的增大而增大，直至增大到最大值。（2）稳定旋压阶段。该阶段指由起旋阶段完成算起，至终旋阶段开始的过程。该成形过程中应力、旋压力变化较小，均基本维持在一个水平。（3）终旋阶段。该阶段指距坯料尾端5倍的坯料厚度算起，至旋压结束的过程。该成形过程中，旋压力存在明显减小的趋势。2.2.2强力旋压金属流动筒形件变薄旋压这种塑性变形工艺的变形区域很小，仅仅发生于旋轮与工件接触的受压面积，如图2-4所示。此时金属材料存在三个方向的流动：轴向流动、沿旋轮前上方流动及周向流动。
中北大学学位论文211-旋轮；2-筒形件图2-4旋压时筒形件与旋轮的接触区域Fig.2-4Thecontactareabetweenthecylindricalpartandtherotatingwheelduringspinning（1）沿着工件轴线方向的流动，变薄旋压遵循金属流动最小阻力原则，而工件在轴向上变形阻力最小，故金属沿着轴向流动为金属成形中主要流动方向，此时工件长度增加厚度减小，如图2-5所示。t0tfⅠⅡⅢFMvsvs-vs"vsFRvs"vx1vx2123d(a)（a）反旋（b）正旋Ⅰ-待变形区；Ⅱ-变形区；Ⅲ-已变形区1-旋轮；2-筒形件；3-芯模图2-5筒形件金属轴向流动示意图Fig.2-5Schematicdiagramofaxialmetalflowofcylindricalparts假设筒形件金属变形的区域一定，则：
【参考文献】：
期刊论文
[1]变厚板热冲压前后组织及拉伸性能差异性研究[J]. 曹栋杰,王强,江山. 现代冶金. 2019(06)
[2]TC21钛合金筒形旋压有限元模拟和工艺优化[J]. 朱慧安,欧阳德来,崔霞,鲁世强. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2019(03)
[3]发动机轴瓦加工工艺改进设计[J]. 肖洁. 南方农机. 2019(16)
[4]薄壁尖锥形件强力旋压成形缺陷分析与控制[J]. 张良英,詹艳然,谢金生. 锻压装备与制造技术. 2019(04)
[5]滑动轴承材料选择与加工工艺研究[J]. 逯世廷. 现代经济信息. 2019(14)
[6]基于Simufact筒形件强力旋压旋轮数量对成形质量的影响[J]. 李凤刚,原霞,郝晓华,刘涛,王梦洁. 锻压技术. 2019(07)
[7]铜锡合金不同热挤压温度下的组织分析和性能变化[J]. 高伟锋,冯再新,薛臣,殷傲,郭贺冉. 热加工工艺. 2019(07)
[8]QSn7-0.2锡青铜连杆衬套车削加工参数优化[J]. 张厚祖,樊文欣,郭佩剑,李志伟,李姝. 特种铸造及有色合金. 2019(03)
[9]基于机器视觉的锥形旋压件起皱缺陷在线检测方法[J]. 李永婷,夏琴香,肖刚锋,程秀全. 锻压技术. 2019(01)
[10]大长径比铝合金筒正反旋成形性对比研究[J]. 陈锦洪,王成勇,叶鹏飞,安自仁,姚圆圆,程明. 塑性工程学报. 2018(05)
硕士论文
[1]热压缩及旋压工艺对铜锡合金组织与性能的影响[D]. 惠均.中北大学 2019
[2]FeS/Cu-Bi铜基滑动轴承材料的制备及性能研究[D]. 张开源.合肥工业大学 2019
[3]基于均匀设计的强力旋压连杆衬套工艺参数优化研究[D]. 吉梦雯.中北大学 2019
[4]基于ABAQUS的强力旋压滑动轴承残余应力分析研究[D]. 王瑞瑞.中北大学 2019
[5]Ti3SiC2-TiAl基滑动轴承材料制备及性能研究[D]. 黄洪涛.燕山大学 2017
[6]高性能Al-Sn基轴承合金的制备及性能研究[D]. 宋凯强.华南理工大学 2017
[7]强力旋压QSn7-0.2合金微观组织与力学性能的研究[D]. 席奇豪.中北大学 2017
[8]旋压成形设备设计关键技术研究及应用[D]. 赖鹏.浙江大学 2014
[9]薄壁筒体构件反旋减薄旋压载荷与鼓形规律研究[D]. 赵博.中南大学 2013
[10]强力旋压机床控制系统的研究[D]. 张玉萍.山东理工大学 2013
本文编号：3599816
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3599816.html
