基于Simufact的强力热旋压连杆衬套成形精度研究

发布时间：2021-01-08 14:31

　　为了研究强力热旋压中不同工艺参数对成形精度的影响规律,改善热旋件的成形质量,选取减薄率、旋压温度、进给比和芯轴预热温度为变量因子,外圆度误差、壁厚偏差、直线度误差和内圆度误差为评价指标,设计了正交试验。利用Simufact有限元仿真软件对连杆衬套进行了热旋数值模拟,通过极差分析和灰色关联法,得出了一致的影响规律和优化参数,并进行试验验证。结果表明:强力热旋压连杆衬套时,减薄率和进给比是影响成形精度的主要因素,芯轴预热温度为次要因素,旋压温度对成形精度的影响最小;当减薄率为25%、旋压温度为350℃、进给比0.6 mm·r-1、芯轴预热温度为200℃时,热旋件成形精度最高,成形质量最好。 

【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(10)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

三维有限元模型

网格划分中只需要对毛坯进行Ringmesh划分，生成单元尺寸为2.0 mm的六面体网格，如图2所示，共12960个六面体单元。最后利用Simufact自身功能验证仿真模型及设定参数无误后启动分析。2 结果分析与优化

图3a～图3d直观地反映了不同水平下的旋压温度、减薄率、进给比和芯轴预热温度对4个评价指标的影响:内、外圆度误差、壁厚偏差和直线度误差都随着减薄率的增大先增后减，随着进给比的增大先减后增且变化幅度大，而对于旋压温度和芯轴预热温度则没有表现出一致的影响规律。4个指标在不同芯轴预热温度下的差异较为显著，且除壁厚偏差的其余3个指标均在中水平的芯轴预热温度下达到最优值;相比之下，旋压温度对工件成形精度的综合影响较小，尤其是直线度误差和内圆度误差，随之变化较为平缓，而壁厚偏差则随之先增后减。这是因为适宜的芯轴预热温度可以有效保护模具和工件，避免其温差过大产生内应力而影响成形精度;加热旋压降低了工件的变形抗力，提高了金属材料的可塑性，利于加工。而壁厚偏差的较大幅度变化则是材料的软化使得工件在厚度上不均匀变形导致的。综合可得，旋压温度和芯轴预热温度对热旋件成形精度的影响程度相对于进给比和减薄率较小。为了得到更精准的工艺参数，本文采用综合平衡法对旋压温度、减薄率、进给比及芯轴预热温度进行优化。通过将每个指标都看作单一优化指标，最终得出能保证4个指标都尽可能好的工艺参数组合。若外圆度误差单指标最优时，优化后的工艺参数为:减薄率25%、旋压温度350℃、进给比0.6 mm·r-1和芯轴预热温度200℃;若壁厚偏差单指标最优时，优化后的工艺参数为:减薄率25%、旋压温度350℃、进给比0.6 mm·r-1和芯轴预热温度150℃;若直线度误差单指标最优时，优化后的工艺参数为:减薄率25%、旋压温度350℃、进给比0.6 mm·r-1和芯轴预热温度200℃;若内圆度误差单指标最优时，优化后的工艺参数为:减薄率25%、旋压温度450℃、进给比0.6 mm·r-1和芯轴预热温度200℃。

【参考文献】：
期刊论文
[1]AZ80镁合金轮毂强力旋压工艺及组织性能研究[J]. 曹振,王旭东,董杰,王锋华,王胜强.  稀有金属. 2018(02)
[2]基于灰色关联度的连杆衬套强力旋压参数优化[J]. 席奇豪,樊文欣,吕伟,陈东宝.  锻压技术. 2016(07)
[3]TA15钛合金板材不贴模加热旋压成形规律研究[J]. 詹梅,褚强,石丰,王贤贤,杨合.  精密成形工程. 2014(05)
[4]TC4钛合金轮圈热旋成形技术研究[J]. 徐文臣,张恒大,单德彬,郭斌,康达昌.  材料科学与工艺. 2008(01)
[5]490QBZL柴油机连杆强度与刚度分析[J]. 叶年业,申立中,毕玉华,颜文胜,雷基林,梁晓瑜.  内燃机与动力装置. 2007(03)

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]加热工艺对铜合金挤压成型后组织性能的影响[D]. 苏晓波.中北大学 2017
[3]摩擦对筒形件强力旋压过程的影响研究[D]. 孙超锋.长安大学 2015
[4]基于知识和神经网络的筒形件强力旋压工艺计算机辅助设计系统研究[D]. 张剑.上海交通大学 2007



本文编号：2964765