履带零件深孔冷挤压加工仿真与实验研究

发布时间：2020-09-11 19:34

　　 装甲车辆履带的工作条件及其恶劣,导致其销套和板体的深孔连接处容易出现裂纹等缺陷,缩短了履带的使用寿命,因此提高销套和板体深孔的机械性能很有必要。然而,传统的加工方式已不能满足当前技术需求,深孔的精密加工仍是机械加工行业的技术难点之一。为降低销套和板体深孔的表面粗糙度、减少表层材料缺陷并提高表面硬度,在钻削、镗削和铰削等传统深孔加工工序后再进行孔冷挤压加工,有可能改善深孔的机械性能和制造精度。但目前关于深孔冷挤压技术的仿真研究较少,不能解释挤压过程中出现的问题,无法对工程应用进行有效的工艺指导,因此研究深孔冷挤压加工过程对提升销套和板体的加工制造性能及提高装甲车辆使用寿命具有重要的实际意义。本文以弹塑性变形力学和材料力学为基础,通过仿真与实验相结合的研究方法探究了影响履带零件深孔冷挤压过程中加工参数对孔径和孔表面质量的影响,并进一步优化深孔冷挤压加工过程,从而达到挤压后对孔径尺寸和表面质量的要求。首先,开展了深孔冷挤压加工过程的有限元仿真研究。建立了38CrSi钢销套和42CrMo钢板体深孔挤压三维有限元仿真模型并对仿真结果进行分析,根据相对挤压量、摩擦系数以及推动力与挤压后孔径关系的拟合曲线,归纳出当挤压过程中工艺参数改变时工件孔径尺寸的变化规律。在相对挤压量为0.79%,摩擦系数为0.1时,分别对销套和板体施加50000N和40000N的推动力挤压深孔,其挤压后孔径最为接近目标值38mm。其次,进行了深孔冷挤压加工实验研究。依据挤压过程参数的仿真结果,采用正交试验法进行了深孔冷挤压加工实验。通过对实验结果的分析,揭示实验加工中相对挤压量、摩擦系数以及推动力对挤压加工后孔径尺寸的影响规律,验证仿真结果的正确性。最后,进行了深孔冷挤压加工质量的检测分析。分别对挤压前后的内孔表面粗糙度、表面金相和表面硬度的变化进行检测,验证深孔冷挤压加工技术在降低表面粗糙程度、改善加工表面材料缺陷以及提高表面硬度等方面的有效性。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TJ810.5


本文编号：2817086