基于DEFORM-3D的花键轴坯料结构尺寸优化设计

发布时间：2021-03-19 07:17

　　针对某企业冷挤压生产20MnCr5花键轴齿部挤出长度难确定以及镦粗部位尺寸不合格问题,提出坯料结构尺寸优化方法。首先,利用Gleeble 3800对退火软化处理后的材料进行冷压缩试验,获取材料的力学性能曲线,再结合数值模拟软件DEFORM-3D,根据花键轴齿部以及镦粗部位的成形缺陷对预制坯结构尺寸进行优化设计,选取预制坯小径部位长度、预制坯小径部位直径和预制坯过渡区锥角为主要影响因子,以零件的齿部成形长度为约束条件,齿部实际成形长度与目标长度差的绝对值为优化目标,建立9组正交试验方案。将优化的预制坯用于生产试制,即预制坯小径部位长度为158. 5 mm、直径为Φ18 mm、过渡区锥角为12°,得到了满足生产要求的花键轴零件。 

【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(06)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

真实应力-应变曲线

花键轴冷挤压有限元模型(a)及成形过程(b)

预制坯的尺寸示意图如图3所示，H为预制坯小径部位长度;D为预制坯小径部位直径;α为预制坯过渡区锥角。成形缺陷如图4所示，D减小，金属变形所需要的力减小，则轴向的流动阻力减小，金属的轴向流动时间增加，使得下一阶段镦挤压的时间滞后，造成齿长过长，如图4a所示，反之亦然;α过小使金属流动的行程变长，从而增大了摩擦力，α过大则容易使挤压的径向压力增大，容易过早进入第2阶段的镦挤压阶段，造成齿长变短和镦粗过剩[10]，如图4b所示;而H的增大也会使得齿长变长。图4 成形缺陷图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3089195