坯料误差对冷拔精度的影响及模具变径调控模拟分析

发布时间：2017-11-13 21:11

  本文关键词：坯料误差对冷拔精度的影响及模具变径调控模拟分析

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【摘要】：冷拔坯料公差一般低于IT14,若直接一次冷拔,其冷拔精度很难达到高的要求(低于IT8)。为提高冷拔精度,一种方法是对坯料进行测量和分组,采用不同组号的模具进行拉拔,势必增加分组工作量和模具的数量;另一方法是采用多次拉拔,这将影响生产效率和冷拔制造成本。本文以冷拔30的传动轴为例,研究坯料这一随机误差对冷拔传动轴成形精度的影响规律,提出了一种可变径冷拔模具,通过ANSYS Workbench平台对冷拔传动轴的过程进行了模拟仿真分析,寻找控制方案,以提高冷拔精度。对同一批次32..的坯料在预处理工艺(酸洗、磷化、皂化)和冷拔模具(30)均已优化的条件下进行冷拔过程模拟,结果表明:坯料直径越小,冷拔成形的误差越小,反之,越大;坯料的误差会导致冷拔后传动轴的直径误差达到16~47um。再对32..的坯料在不同定径带直径的模具上进行冷拔过程模拟,结果表明:针对不同实际尺寸的坯料,采用不同的模具,可明显减小冷拔成形误差,对32的坯料,采用29.98定径带直径的模具冷拔,其成形误差为16um,比采用30的模具冷拔误差减少了53%。通过ANSYS Workbench平台,在静态时对可变径冷拔模具(材料为ER5钢)施加不同径向压力来分析模具定径带的直径变化关系,结果表明:当施加压力为30~50Mp时,模具定径带的直径变形量达到25~36um;在一定范围内,压力越大,模具定径带的直径变形量也增大,可使冷拔后传动轴的成形误差减小,当施加压力为30~40Mp时,冷拔32.0的坯料,其成形误差减少量为10~15um。采用正交实验法对可变径模具冷拔传动轴的主要工艺参数(定径带长度Ld、入口角α、定径带与凹腔之间的距离L)进行仿真优化设计,结果表明:三个主要工艺参数对可变径模具冷拔传动轴的影响次序为:定径带与凹腔之间的距离L入口角α定径带长度Ld;优化后得到的最佳工艺参数组合为:定径带与凹腔之间的距离L=4mm、入口角α=12°、定径带长度Ld=5mm,对优化参数条件下的仿真结果分析,结果表明:对31.6、32.0、32.4三种不同的坯料,分别施加10Mp、20Mp、30Mp的压力,冷拔传动轴的成形误差分别为21um、20um、18um,可达到IT7级精度。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG356

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本文编号：1182410