液力联轴节成形工艺优化及模具分析

发布时间：2017-08-16 01:06

  本文关键词：液力联轴节成形工艺优化及模具分析

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【摘要】：冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术,属于近净成形,已广泛应用于中小型锻件规模化生产中,金属在成形过程中三向受压,生产的零件具有较好的机械性能和力学性能。本文所研究的液力联轴节是一种比较新型的车用连接装置,属于有弹性的挠性联轴器,要求有较高的力学性能,如强度、韧性、表面硬度以及抗疲劳性能满足传递运动和转矩的要求。液压联轴节原采用温挤压生产工艺生产,零件出现强度不够以及表面质量较差等问题,本文采用有限元模拟技术,在DEFORM平台上对温挤压工艺进行模拟分析,并结合实际情况,提出冷挤压生产加工工艺,采用冷挤压代替热加工,提高液力联轴节力学性能,并得到精确的零件尺寸和较优的表面质量,缩短了生产周期,显著降低了能量消耗,大大提高了劳动生产率。液力联轴节属于变截面的轴类零件,变形量大难以一次成形,制定冷挤压工艺流程为:落料—正挤1—正挤2—镦挤—镦扁—压印成形。冷挤压工艺工序道次较多,实际生产设计模具的周期大大增加,增加了模具调试的难度。本课题在DEFORM-3D平台上对整个工艺流程进行数值模拟,验证分析成形工艺,并精确描述各工序中金属的流动规律,从应力场,应变场,速度场等角度分析工艺成形性能,并在此基础上对成形过程中出现的缺陷进行预测,使其达到优化工艺参数、验证工艺、消除成形缺陷的目的。本文还对液力联轴节在不同工艺下各部位的金相组织进行金相分析,结合数值分析的结果,比较两种工艺的优劣,最终确定冷挤压为更适合的生产工艺。冷挤压过程中,金属材料三向受压,单位挤压力大,使用预应力组合凹模可以显著降低模具受力,本文结合DEFORM对液力联轴节冷挤压的预应力组合凹模进行模具设计,达到提高模具寿命的目的。
【关键词】：液力联轴节 温挤压 冷挤压 数值模拟 预应力组合凹模
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG376.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 引言12-14
• 1.1.1 冷挤压技术的发展状况13-14
• 1.2 挤压工艺介绍14-17
• 1.2.1 冷挤压技术的特点14-15
• 1.2.2 热挤压技术的发展和特点15-16
• 1.2.3 温挤压技术的发展和特点16-17
• 1.3 液力联轴节简介17-19
• 1.3.1 液力联轴节特性17
• 1.3.2 液力联轴节工艺要求17-19
• 1.4 CAE技术在挤压成形方面的应用现状与发展趋势19-21
• 第二章 有限元理论及DEFORM介绍21-32
• 2.1 有限元概念及其发展21-22
• 2.2 有限元应用于塑性成形22-26
• 2.2.1 材料模型简介22-24
• 2.2.2 刚塑性有限元简介24
• 2.2.3 刚塑性有限元基本方程24-26
• 2.3 DEFORM简介及相关理论26-28
• 2.4 DEFORM相关操作28-32
• 2.4.1 几何体的调入与物体定义28-29
• 2.4.2 DEFORM网格的划分29
• 2.4.3 DEFORM步长的确定29-30
• 2.4.4 DEFORM求解器与迭代法则的选用30-32
• 第三章 液力联轴节温挤压分析及模拟32-45
• 3.1 引言32-35
• 3.1.1 液力联轴节材料化学成分及其影响32-34
• 3.1.2 挤压件图的设计34-35
• 3.2 温挤压工艺35-37
• 3.2.1 液力联轴节温挤压工艺分析35-36
• 3.2.2 液力联轴节温挤压工艺制定36-37
• 3.3 温挤压工艺参数设定37-38
• 3.3.1 温挤压成形温度37-38
• 3.3.2 模具温度的设定38
• 3.3.3 挤压速度的设定38
• 3.4 温挤压正交试验设计与分析38-41
• 3.5 有限元模拟分析41-44
• 3.5.1 折叠缺陷的产生43-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第四章 液力联轴节冷挤压工艺优化及模拟45-55
• 4.1 引言45
• 4.2 冷挤压工艺制定45-47
• 4.3 液力联轴节的软化处理、表面处理和润滑47-50
• 4.3.1 毛坯的软化处理47-48
• 4.3.2 毛坯的表面处理和润滑48-50
• 4.4 有限元模拟分析50-53
• 4.5 本章小结53-55
• 第五章 液力联轴节两种工艺实验验证55-69
• 5.1 引言55
• 5.2 两种工艺液力联轴节的表面质量对比55-56
• 5.3 冷挤压液力联轴节金属流线分布56-57
• 5.4 液力联轴节的宏观硬度分布57-59
• 5.5 金相分析59-66
• 5.5.1 液力联轴节取样及处理59-61
• 5.5.2 显微镜观察金相61
• 5.5.3 温挤压液力联轴节金相分析61-63
• 5.5.4 液力联轴节金相图对比63-64
• 5.5.5 冷挤压液力联轴节金相分析64-65
• 5.5.6 液力联轴节金相图对比65-66
• 5.6 工艺比较66-67
• 5.7 本章小结67-69
• 第六章 液力联轴节模具设计与优化69-79
• 6.1 引言69
• 6.2 整体凹模受力分析69-74
• 6.2.1 整体凹模受力公式求解69-72
• 6.2.2 整体凹模存在的问题72
• 6.2.3 整体凹模的有限元模拟72-74
• 6.3 组合凹模分析74-76
• 6.3.1 组合凹模的优越性74-75
• 6.3.2 预应力组合凹模设计75-76
• 6.4 模具设计76-78
• 6.5 本章小结78-79
• 第七章 结论与展望79-81
• 7.1 结论79
• 7.2 展望79-81
• 参考文献81-83
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果83-84
• 致谢84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 冯文杰;陈莹莹;陈碧楠;;矩形花键轴开式冷挤压成形力的数值模拟研究[J];锻压技术;2008年01期

2 王丽霞;张喜燕;薛祥义;文惠民;李中奎;;锆合金挤压管坯的组织及织构研究[J];稀有金属材料与工程;2013年01期

3 柳岩;管晓方;宋玉泉;;中国轿车发展的三个阶段[J];吉林大学学报(工学版);2009年01期

4 洪慎章;冷挤压零件的工艺设计[J];模具技术;2004年03期

5 徐国华;;液力联轴器的使用及常见故障[J];现代矿业;2010年02期

6 郭威;张勇峰;;安全型液力联轴器的结构特点、拆卸及维护[J];科技创业家;2013年12期

7 徐新成;陈勰;周明杰;赵中华;;温挤压模具的热效应及冷却[J];上海工程技术大学学报;2006年02期

8 罗中华,张质良;多层压配组合冷挤压凹模的优化设计[J];塑性工程学报;2003年04期

9 来小丽;王强;蔡冬梅;王鹏;;钢带缠绕预应力模具缠绕层数的确定方法[J];塑性工程学报;2008年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 王家安;低碳钢冷挤压中的磷化—皂化研究[D];山东大学;2006年

2 夏瑞春;变速器齿轮轴精密锻造工艺设计[D];上海交通大学;2008年

3 张弘;轴承端盖温挤压成形工艺研究及有限元模拟[D];哈尔滨理工大学;2014年

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本文编号：680713