长轴三柱槽壳锻造工艺及成形参数优化设计

发布时间：2017-10-01 13:05

  本文关键词：长轴三柱槽壳锻造工艺及成形参数优化设计

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【摘要】：冷温复合挤压工艺为先进的生产技术,可以降低成本,提高强度,应用非常广泛,特别是在机械、汽车等关键零部件方面。近年来,随着新材料和对零部件性能要求的提升,冷温复合挤压技术发展迅猛。本文以提高实际生产的长轴三柱槽壳成形质量为目的,研究了该零件的冷温复合挤压工艺设计、温锻模具设计、温锻成形数值模拟、模具磨损研究和冷精整、锻件流线优化设计等内容,对实际生产具有非常重要的理论指导意义,并对等速万向节类零件的冷温复合挤压工艺设计以及相关预成形的优化提供了理论指导和实践依据。其主要研究内容如下:根据长轴三柱槽壳的特点,在比较传统冷挤压工艺的基础上,对长轴三柱槽壳冷温复合挤压的工艺进行了设计和优化:温锻工序(正挤压+第一次减径挤压、镦粗、反挤压);冷锻工序(第二次减径挤压、冷精整),设计了温锻中各工序的温挤压坯料图以及温挤压模具图。基于热—力耦合数值分析理论,利用Deform-3D分析了温锻正挤压的金属流动规律,以及坯料初始温度、凸模速度、摩擦系数等对温锻反挤压成形应力、应变场分布的影响,也研究了各工艺参数对模具最大磨损深度及磨损分布的影响规律,获得了一组模具磨损量最少的工艺参数。针对冷精整成形效果不好的问题,对冷精整成形参数进行寻优设计,并得到最佳挤压参数组合。针对长轴三柱槽壳流线问题,对成形工艺方案进行了优化设计,并进行了实际生产对比验证,发现模拟优化设计与实际生产流线改进情况吻合,证明了优化方案的正确性。最后对本文所设计的工艺进行小批量验证,将生产零件效果与模拟成形结果进行了比较。结果表明DEFO RM能准确预测冷温成形过程中金属的流动情况以及成形缺陷,节省了冷温复合挤压工艺的开发时间,提高工艺开发的合理性和准确性。
【关键词】：长轴三柱槽壳 冷温复合挤压 工艺优化 模具磨损 冷精整
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG316;TG376
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 引言11
• 1.2 汽车等速万向节简介11-14
• 1.2.1 万向节的概念11
• 1.2.2 等速万向节的分类11-13
• 1.2.3 等速万向节国内外研究和发展状况13-14
• 1.3 冷温复合挤压工艺14
• 1.4 课题研究内容及意义14-16
• 第二章 长轴三柱槽壳锻造工艺及模具设计16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 长轴三柱槽壳锻件的设计16-17
• 2.3 锻件的工艺流程的选择17-20
• 2.3.1 工艺路线方案一：冷锻工艺流程17
• 2.3.2 工艺路线方案二：冷温复合挤压工艺流程（一）17-18
• 2.3.3 工艺路线方案三：冷温复合挤压工艺流程（二）18-19
• 2.3.4 工艺路线方案的选择19-20
• 2.4 工艺路线的设计20-22
• 2.5 温挤压模具设计22-29
• 2.5.1 三柱槽壳正挤压及第一次减径挤压模具设计23-28
• 2.5.2 镦粗模具设计28
• 2.5.3 反挤压模具设计28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第三章 长轴三柱槽壳温挤压数值模拟研究30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 有限元数值模拟理论30-32
• 3.2.1 热—力耦合有限元理论30-31
• 3.2.2 热—力耦合分析的基本方程31-32
• 3.3 温锻成形工艺数值模拟模型32-33
• 3.3.1 有限元模型的建立32
• 3.3.2 模拟参数的设置32
• 3.3.3 数值模拟工艺方案32-33
• 3.4 温挤压成形过程模拟33-40
• 3.4.1 温挤压正挤成形过程33-35
• 3.4.2 坯料初始温度对温挤压成形的影响35-37
• 3.4.3 凸模速度对温挤压成形的影响37-38
• 3.4.4 摩擦系数对温挤压成形的影响38-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 长轴三柱槽壳温挤压成形模具磨损研究41-51
• 4.1 引言41
• 4.2 模具磨损机理41-43
• 4.2.1 磨粒磨损41-42
• 4.2.2 粘着磨损42
• 4.2.3 疲劳磨损42
• 4.2.4 磨损的交互作用42-43
• 4.3 磨损基本模型43-44
• 4.3.1 Holm粘着磨损模型43
• 4.3.2 Archard理论模型43-44
• 4.4 挤压工艺参数对模具磨损的影响44-50
• 4.4.1 坯料初始温度对模具磨损的影响44-47
• 4.4.2 凸模速度对模具磨损的影响47-48
• 4.4.3 凸模初始温度对模具磨损的影响48-49
• 4.4.4 摩擦系数对模具磨损的影响49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 冷精整工艺及基于产品流线的工艺优化51-60
• 5.1 引言51
• 5.2 冷精整成形过程模拟及分析51-53
• 5.2.1 冷精整挤压模型的建立51-52
• 5.2.2 冷精整工艺的设计52-53
• 5.3 正交优化53-57
• 5.3.1 正交优化设计的优点及步骤53-54
• 5.3.2 冷精整工艺参数正交优化分析54-56
• 5.3.3 凹模入模半角的最优设计56-57
• 5.4 产品流线问题57-58
• 5.4.1 金属流线的特征和要求57
• 5.4.2 锻件对流线的要求如下：57-58
• 5.4.3 长轴三柱槽壳的流线问题58
• 5.5 结果分析和工艺方案优化58-59
• 5.5.1 流线紊乱原因及优化工艺58-59
• 5.5.2 工艺优化分析59
• 5.6 本章小结59-60
• 第六章 长轴三柱槽壳冷温复合挤压工艺的生产验证60-66
• 6.1 生产实验设备机模具60-61
• 6.2 冷温复合锻造生产过程61-63
• 6.3 生产试验结果分析及质量保证63-65
• 6.3.1 生产试验结果分析63
• 6.3.2 产品质量保证63-65
• 6.4 本章小结65-66
• 第七章 结论与展望66-68
• 7.1 主要工作及结论66-67
• 7.2 展望67-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利72
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目72

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中国期刊全文数据库 前10条

1 储家佑;;复合挤压力的研究[J];锻压技术;1980年02期

2 R.Geiger ,张正修;复合挤压法[J];模具通讯;1981年06期

3 吴诗`，

本文编号：953583