汽车轮毂轴承单元摆碾铆合加工分析

发布时间：2017-08-23 16:48

  本文关键词：汽车轮毂轴承单元摆碾铆合加工分析

  更多相关文章： 轮毂轴承单元 摆碾铆合 上模倾角 上模每转进给量 上模转速 内圈卡紧力 微观机构

【摘要】：汽车轮毂轴承单元是汽车行驶和载重的一个重要组成部分,为轮毂转动提供精确的引导,是汽车零部件中一个极为重要的安全件。由于随着时代的发展,对节能、高稳定性和低成本的要求的日益突出。轮毂轴承单元的卡紧方式也根据这些要求做了相应的改变,由原来的螺帽卡紧的卡紧方式改为了轮毂轴铆合的卡紧方式。轮毂轴承单元的摆碾铆合卡紧技术克服了螺帽松动和预载荷卸载等问题,提高了轮毂轴承单元的可靠性和稳定性,因而得了很好的发展和应用。但我国在对汽车轮毂轴承单元进行铆合加工时,芯轴在翻边的过程中容易出现裂纹,从而导致整个轮毂轴承单元报废。因此,到目前为止,国内轮毂轴承生产企业尚未能真正掌握采用摆碾铆合装配技术的轮毂轴承单元制造方法,这成为了我国轮毂轴承制造企业竞争力提升的技术瓶颈。本文以轮毂轴承单元作为研究对象,开展了铆合参数对轮毂轴承单元影响和铆合参数对芯轴微观结构影响等研究,具体研究内容如下:(1)根据摆动碾压理论、轮毂轴承芯轴的摆碾铆合的工作原理及优点,对轮毂芯轴摆碾铆合的宏观变形机制进行了分析,并确定了所要探讨的相关加工参数,如上模倾角,上模每转进给量和上模转速。(2)根据刚塑性有限元法的分析机理,使用Deform-3D软件建立了轮毂轴承单元的摆碾铆合仿真模型。通过仿真计算分析得到了摆碾铆合前后轴端形貌的对比图,列出了应力云图,找到芯轴受力最大的部位,并通过分析找到了上模倾角、上模每转进给量和上模转速对轮毂芯轴轴端形貌和内圈卡紧力的影响。(3)对轮毂轴承单元进行了摆碾铆合加工实验,使用测量系统对加工过程中的相关数据进行采集与处理,通过单一参数对比实验方法,研究了铆合加工参数即上模倾角、上模每转进给量以及上模转速对内圈卡紧力和轮毂芯轴轴端形貌的影响,并验证了轮毂轴承单元摆碾铆合加工的有限元模型的正确性。(4)对实验后的轮毂芯轴轴端进行了微观分析。根据裂纹出现的情况,将轮毂芯轴轴端划分成三个区域。其次对正常轮毂芯轴轴端三个区域和出现裂纹的轮毂芯轴轴端三个区域的微观结构进行了分析。然后根据相关参考文献和本领域的研究,建立了长径比的评价指标,对上模倾角,上模每转进给量和上模转速对三个区域的晶粒长径比的影响进行了研究。最后对芯轴轴端裂纹处的微观结构进行了分析,从而得到了轮毂芯轴轴端微观结构的实验结果。
【关键词】：轮毂轴承单元 摆碾铆合 上模倾角 上模每转进给量 上模转速 内圈卡紧力 微观机构
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.343
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 课题背景及选题意义11-12
• 1.2 汽车用轮毂轴承单元12-15
• 1.2.1 汽车用轮毂轴承单元发展历程12-14
• 1.2.2 汽车用轮毂轴承单元技术及发展趋势14-15
• 1.3 摆碾碾压加工技术的发展概况15-17
• 1.3.1 摆动碾压加工技术概况15
• 1.3.2 摆碾碾压加工国内外研究现状15-17
• 1.4 摆碾铆合在轮毂轴承单元上的应用17
• 1.5 主要研究目标和内容17-19
• 1.5.1 研究目标17
• 1.5.2 研究内容17-19
• 第二章 摆碾铆合技术19-28
• 2.1 摆动碾压19-20
• 2.1.1 摆动碾压的工作原理19
• 2.1.2 摆动碾压的分类与应用19-20
• 2.2 摆碾铆合20-21
• 2.2.1 轮毂芯轴摆碾铆合加工原理20
• 2.2.2 轮毂芯轴摆碾铆合的工艺特点20-21
• 2.3 轮毂芯轴摆碾铆合的宏观变形机制21-22
• 2.3.1 轮毂芯轴的主动变形区的变形21-22
• 2.3.2 轮毂芯轴的被动变形区的变形22
• 2.4 摆碾铆合的工艺参数22-27
• 2.4.1 接触面积系数22-26
• 2.4.2 上模倾角26
• 2.4.3 每转进给量26-27
• 2.4.4 上模转速27
• 2.4.5 上模电机功率27
• 2.5 轮毂轴承单元摆碾铆合加工分析参数的确定27
• 2.6 本章总结27-28
• 第三章 基于刚塑性有限元法的摆碾铆合加工分析28-42
• 3.1 有限元法概述28
• 3.2 刚塑性有限元法28-30
• 3.2.1 刚塑性有限元法概述28
• 3.2.2 刚塑性有限元法的理论基础28-29
• 3.2.3 Deform软件的选用29-30
• 3.3 轮毂轴承单元摆碾铆合的模拟分析30-35
• 3.3.1 摆碾铆合的有限元分析流程30
• 3.3.2 轮毂轴承单元模型的建立及装配30-31
• 3.3.3 前处理31-35
• 3.4 模拟结果与分析35-41
• 3.4.1 摆碾铆合前后初步对比35
• 3.4.2 等效应力分布35-36
• 3.4.3 摆碾铆合质量评价指标36
• 3.4.4 摆碾铆合基本参数对铆合质量的影响36-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 轮毂轴承单元摆碾铆合加工实验42-53
• 4.1 实验条件42-44
• 4.1.1 摆碾铆合加工系统42
• 4.1.2 数据测量系统42-44
• 4.1.3 微观检测系统44
• 4.2 实验材料44
• 4.3 实验设计44-46
• 4.4 实验结果分析46-52
• 4.4.1 上模倾角对铆合质量的影响46-48
• 4.4.2 上模每转进给量对铆合质量的影响48-50
• 4.4.3 上模转速对铆合质量的影响50-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第五章 轮毂芯轴的微观结构分析53-61
• 5.1 轮毂芯轴的微观结构53-56
• 5.1.1 轮毂芯轴区域的划分53
• 5.1.2 轮毂芯轴不同区域的微观结构53-55
• 5.1.3 小结55-56
• 5.2 铆合参数对轮毂芯轴轴端微观结构的影响56-59
• 5.2.1 评价指标的建立56
• 5.2.2 上模倾角对轮毂芯轴轴端晶粒长径比分布的影响56-57
• 5.2.3 上模每转进给量对轮毂芯轴轴端晶粒长径比分布的影响57-58
• 5.2.4 上模转速对轮毂芯轴轴端晶粒长径比分布的影响58-59
• 5.3 轮毂芯轴轴端裂纹处微观结构59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61
• 6.2 不足与展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68
• 附录 攻读硕士研究生期间发表的学术论文及参加的科研项目68

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本文编号：726183