基于锥曲面模具的关节轴承挤压装配工艺有限元分析
发布时间：2021-03-26 21:32
关节轴承具有结构简单、承载能力大、使用寿命长和抗冲击能力强等特点,广泛应用于水利航海、军工装备、航空航天等领域。关节轴承在装配成形过程中常受挤压模具结构和轴承毛坯尺寸的影响,从而引起关节轴承的装配精度低、轴承间隙不均等问题,因此对关节轴承的毛坯尺寸以及挤压模具结构进行系统的研究具有重要的意义。本文以研究关节轴承挤压成形过程中轴承内外圈的形变特性为目的,基于一种无内圈作用关节轴承模压成形的加工方法,建立了关节轴承挤压成形的有限元模型,研究了关节轴承装配成形过程中轴承的成形特点及挤压模具的结构对轴承成形的影响。基于管件收口基本原理及金属塑性成形理论对关节轴承外圈在挤压模具作用下的变形过程进行了理论研究,推导出轴承外圈变形所需挤压力的理论公式。结合能量法对轴承外圈毛坯的结构尺寸进行了推导,得到轴承外圈毛坯的极限尺寸表达式。根据金属挤压模具的相关设计准则,对关节轴承的挤压模具结构参数进行了分析。研究发现,关节轴承成形主要受轴承毛坯件的起始结构尺寸、轴承变形时的形变硬化效应、附加弯矩和挤压模具结构参数等因素的影响。基于锥面和曲面两种挤压模具,建立了关节轴承挤压成形有限元模型并对挤压过程进行了模拟...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．５关节轴承挤压加工方法（３）?１－过盈芯轴２－轴承内圈毛坯３－轴承外圈毛坯??Ｆｉｇ．?１．５?Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?ｆｏｒ?ｓｐｈｅｒｉｃａｌ?ｐｌａｉｎ?ｂｅａｒｉｎｇ?（３）??
第－章绪论??第四种关节轴承的加工方法，如图１．６所示，此种加工方法首先要对轴承的挤压成??形过程进行仿真和数值模拟分析。通过数值模拟对轴承外ｌｉｌ坏料的结构尺、ｊ＋、模具模腔??的结构类型及尺寸进行设计。挤压成形过程中，将具有标准尺寸的轴承内圈装配在芯轴??上，轴承外圈受压是定位芯轴与模具存在相对运动。轴承外圈坯料的内表ｒｆｎ贴润沿衬垫，??然后将轴承外圈与内圈相互配合置于上下模具间，随后上挤）」、：模具沿轴线以？定速度向??下运动，轴承外圈受压逐渐变形。，模具端面接触到限位块时停止进给。此时轴承外圈??内表而变形呈球而，撤掉模具取下轴承，其外圈经过回弹达到轴承标准间隙值，再经过??午－磨加丁达到轴承标准尺寸…｜。运用该挤压方式进行轴承进行挤压成形，挤压装Ｍ芯轴??与上挤压模具之间的相对速度是保证轴承成形质量的关键因素。轴承成形过程中常因芯??轴与模具之间的配合不良而导致轴承内外圈配合位置不准即内外圈圆心不在同一点、轴??承外＿变形不均等问题｜｜５１。??廳－幽??Ｉ?Ｉ??图丨．６关节轴承挤压加工方法（４）卜上挤压模具２－芯轴３－轴承内圈４－轴承外圈毛坯５－定位块６－下??挤压模具??Ｆｉｇ．?１．６?Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?ｆｏｒ?ｓｐｈｅｒｉｃａｌ?ｐｌａｉｎ?ｂｅａｒｉｎｇ?（４）??ｌ－ｕｐ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｄｉｅ?２－ｍａｎｄｒｅｌ?３－ｂｅａｒｉｎｇ?ｉｎｎｅｒ?ｒｉｎｇ?４－ｂｅａｒｉｎｇ?ｏｕｔｅｒ?ｒｉｎｇ?ｂｌａｎｋ?５－ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ?ｂｌｏｃｋ?６－ｄｏｗｎ??ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｄｉｅ??第五种关节轴承的加工方法，如图１．７所示，该种挤压方式圮在
士学位论文???种挤压成形方式与第五种挤压方式的基本原理均是以轴承外圈为变形对象，通过模具对??外圈的作用使釋？轴承内外圈相互配合达到轴承标准要求。第五种挤压方式挤压模具的进??给方式为双向同时进给，较第四种挤压方式的进给方式，挤压模具双向进给可有效的解??决挤压过程中出现的局部形成过量、局部成形不完整、轴承内外圈之间未对准等问题，??可有效地保护轴承内外圈接触面的表面质量，减少轴承使用中出现黏着磨损和磨粒磨损??的出现几率１１７］。??丨：．４——遍？齋－??＇?Ｉ??图１．７关节轴承挤压加工方法（５）?１－?ｈ挤压模具２－轴承外圈毛坯３－轴承内圈４－下挤压模具??Ｆｉｇ．?１．７?Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?ｆｏｒ?ｓｐｈｅｒｉｃａｌ?ｐｌａｉｎ?ｂｅａｒｉｎｇ?（５）??１－ｕｐ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｄｉｅ?２－ｂｅａｒｉｎｇ?ｏｕｔｅｒ?ｒｉｎｇ?ｂｌａｎｋ?３－ｂｅａｒｉｎｇ?ｉｎｎｅｒ?ｒｉｎｇ?４－ｄｏｗｎ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｄｉｅ??第六种加工方法如图１．８所示，该挤压方法通过用挤压滚筒及滚筒的支架组合代替??上述中的挤压模具。挤压之前需要对轴承的外圈毛坯的结构加工成图示结构，润滑衬垫??贴在轴承外圈内表面上，将具有标准尺寸的内圈放置于外圈中。模具座负责内外圈的固??定，滚筒与轴承外圈相接触，随后滚筒在滚筒架的作用下开始旋转向下进给，直到内外??圈相互贴合，达到轴承间隙标准要求，最后进行机加工得到标注尺寸结构。运用第六种??挤压方式，可有效的减轻轴承成形过程中轴承外圈径向、轴向和圆周方向变形不对称的??问题Ｍｌ但是运用该挤压方式对关节轴承进行挤压成形，需要对轴承外圈毛坯
【参考文献】：
期刊论文
[1]自润滑关节轴承开裂原因分析[J]. 袁兆静,包雍杰,段宏瑜. 轴承. 2018(11)
[2]整体式外圈自润滑关节轴承旋压成形工艺探究[J]. 王幸敏,王秀梅,骆林惠,刘红宇,朱淋淋. 现代制造工程. 2018(06)
[3]某高温重载自润滑关节轴承超载试验失效原因分析[J]. 司明明,朱皓驵,王飞,王文东. 理化检验(物理分册). 2018(04)
[4]基于ABAQUS的关节轴承冷挤压仿真参数优化[J]. 陈清伟. 轴承. 2017(10)
[5]基于ABAQUS的关节轴承装配过程破损分析[J]. 颜炳云,林志埙,林娜. 漳州职业技术学院学报. 2016(04)
[6]AerMet100钢的热变形显微组织演变及动态再结晶行为[J]. 王鑫,董洪波,邹忠波,王明主. 特种铸造及有色合金. 2016(02)
[7]挤压型铝合金自润滑关节轴承性能研究[J]. 王兆昌. 轴承. 2015(08)
[8]基于神经网络与遗传算法的关节轴承挤压模具优化[J]. 吴连平,杨晓翔. 中国机械工程. 2015(10)
[9]自润滑关节轴承精密挤压合套技术[J]. 刘东雷,刘胜吉,费鹏,蔡亚林. 轴承. 2015(04)
[10]基于ABAQUS的关节轴承径向受载试验的热力耦合分析[J]. 霍亚军,尹忠慰,李虎林,曲艳峰. 轴承. 2015(01)
硕士论文
[1]球形凹模缩口工艺的理论研究及有限元模拟[D]. 苏雅玲.昆明理工大学 2009
[2]铝型材热挤压模具三维热力耦合分析与优化设计研究[D]. 陈乐恒.湖南工业大学 2009
[3]H13模具钢热处理工艺优化及表面渗氮处理研究[D]. 郑小燕.中南大学 2008
本文编号：3102276
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．５关节轴承挤压加工方法（３）?１－过盈芯轴２－轴承内圈毛坯３－轴承外圈毛坯??Ｆｉｇ．?１．５?Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?ｆｏｒ?ｓｐｈｅｒｉｃａｌ?ｐｌａｉｎ?ｂｅａｒｉｎｇ?（３）??
第－章绪论??第四种关节轴承的加工方法，如图１．６所示，此种加工方法首先要对轴承的挤压成??形过程进行仿真和数值模拟分析。通过数值模拟对轴承外ｌｉｌ坏料的结构尺、ｊ＋、模具模腔??的结构类型及尺寸进行设计。挤压成形过程中，将具有标准尺寸的轴承内圈装配在芯轴??上，轴承外圈受压是定位芯轴与模具存在相对运动。轴承外圈坯料的内表ｒｆｎ贴润沿衬垫，??然后将轴承外圈与内圈相互配合置于上下模具间，随后上挤）」、：模具沿轴线以？定速度向??下运动，轴承外圈受压逐渐变形。，模具端面接触到限位块时停止进给。此时轴承外圈??内表而变形呈球而，撤掉模具取下轴承，其外圈经过回弹达到轴承标准间隙值，再经过??午－磨加丁达到轴承标准尺寸…｜。运用该挤压方式进行轴承进行挤压成形，挤压装Ｍ芯轴??与上挤压模具之间的相对速度是保证轴承成形质量的关键因素。轴承成形过程中常因芯??轴与模具之间的配合不良而导致轴承内外圈配合位置不准即内外圈圆心不在同一点、轴??承外＿变形不均等问题｜｜５１。??廳－幽??Ｉ?Ｉ??图丨．６关节轴承挤压加工方法（４）卜上挤压模具２－芯轴３－轴承内圈４－轴承外圈毛坯５－定位块６－下??挤压模具??Ｆｉｇ．?１．６?Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?ｆｏｒ?ｓｐｈｅｒｉｃａｌ?ｐｌａｉｎ?ｂｅａｒｉｎｇ?（４）??ｌ－ｕｐ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｄｉｅ?２－ｍａｎｄｒｅｌ?３－ｂｅａｒｉｎｇ?ｉｎｎｅｒ?ｒｉｎｇ?４－ｂｅａｒｉｎｇ?ｏｕｔｅｒ?ｒｉｎｇ?ｂｌａｎｋ?５－ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ?ｂｌｏｃｋ?６－ｄｏｗｎ??ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｄｉｅ??第五种关节轴承的加工方法，如图１．７所示，该种挤压方式圮在
士学位论文???种挤压成形方式与第五种挤压方式的基本原理均是以轴承外圈为变形对象，通过模具对??外圈的作用使釋？轴承内外圈相互配合达到轴承标准要求。第五种挤压方式挤压模具的进??给方式为双向同时进给，较第四种挤压方式的进给方式，挤压模具双向进给可有效的解??决挤压过程中出现的局部形成过量、局部成形不完整、轴承内外圈之间未对准等问题，??可有效地保护轴承内外圈接触面的表面质量，减少轴承使用中出现黏着磨损和磨粒磨损??的出现几率１１７］。??丨：．４——遍？齋－??＇?Ｉ??图１．７关节轴承挤压加工方法（５）?１－?ｈ挤压模具２－轴承外圈毛坯３－轴承内圈４－下挤压模具??Ｆｉｇ．?１．７?Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ?ｆｏｒ?ｓｐｈｅｒｉｃａｌ?ｐｌａｉｎ?ｂｅａｒｉｎｇ?（５）??１－ｕｐ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｄｉｅ?２－ｂｅａｒｉｎｇ?ｏｕｔｅｒ?ｒｉｎｇ?ｂｌａｎｋ?３－ｂｅａｒｉｎｇ?ｉｎｎｅｒ?ｒｉｎｇ?４－ｄｏｗｎ?ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ?ｄｉｅ??第六种加工方法如图１．８所示，该挤压方法通过用挤压滚筒及滚筒的支架组合代替??上述中的挤压模具。挤压之前需要对轴承的外圈毛坯的结构加工成图示结构，润滑衬垫??贴在轴承外圈内表面上，将具有标准尺寸的内圈放置于外圈中。模具座负责内外圈的固??定，滚筒与轴承外圈相接触，随后滚筒在滚筒架的作用下开始旋转向下进给，直到内外??圈相互贴合，达到轴承间隙标准要求，最后进行机加工得到标注尺寸结构。运用第六种??挤压方式，可有效的减轻轴承成形过程中轴承外圈径向、轴向和圆周方向变形不对称的??问题Ｍｌ但是运用该挤压方式对关节轴承进行挤压成形，需要对轴承外圈毛坯
【参考文献】：
期刊论文
[1]自润滑关节轴承开裂原因分析[J]. 袁兆静,包雍杰,段宏瑜. 轴承. 2018(11)
[2]整体式外圈自润滑关节轴承旋压成形工艺探究[J]. 王幸敏,王秀梅,骆林惠,刘红宇,朱淋淋. 现代制造工程. 2018(06)
[3]某高温重载自润滑关节轴承超载试验失效原因分析[J]. 司明明,朱皓驵,王飞,王文东. 理化检验(物理分册). 2018(04)
[4]基于ABAQUS的关节轴承冷挤压仿真参数优化[J]. 陈清伟. 轴承. 2017(10)
[5]基于ABAQUS的关节轴承装配过程破损分析[J]. 颜炳云,林志埙,林娜. 漳州职业技术学院学报. 2016(04)
[6]AerMet100钢的热变形显微组织演变及动态再结晶行为[J]. 王鑫,董洪波,邹忠波,王明主. 特种铸造及有色合金. 2016(02)
[7]挤压型铝合金自润滑关节轴承性能研究[J]. 王兆昌. 轴承. 2015(08)
[8]基于神经网络与遗传算法的关节轴承挤压模具优化[J]. 吴连平,杨晓翔. 中国机械工程. 2015(10)
[9]自润滑关节轴承精密挤压合套技术[J]. 刘东雷,刘胜吉,费鹏,蔡亚林. 轴承. 2015(04)
[10]基于ABAQUS的关节轴承径向受载试验的热力耦合分析[J]. 霍亚军,尹忠慰,李虎林,曲艳峰. 轴承. 2015(01)
硕士论文
[1]球形凹模缩口工艺的理论研究及有限元模拟[D]. 苏雅玲.昆明理工大学 2009
[2]铝型材热挤压模具三维热力耦合分析与优化设计研究[D]. 陈乐恒.湖南工业大学 2009
[3]H13模具钢热处理工艺优化及表面渗氮处理研究[D]. 郑小燕.中南大学 2008
本文编号：3102276
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