轉(zhuǎn)向臂是游艇轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的重要組成部分,其主要作用是傳遞動力及控制游艇航向。轉(zhuǎn)向臂工作環(huán)境惡劣,在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運作時頻繁扭轉(zhuǎn),受力狀況復(fù)雜,對力學(xué)性能要求較高,因此需要通過鍛造來提升轉(zhuǎn)向臂的綜合性能。本課題以某型號轉(zhuǎn)向臂為研究對象,首先進行了鍛造工藝及模具設(shè)計,設(shè)計了兩套成形工藝方案,借助Deform-3D有限元軟件對方案進行了對比分析并采用較佳方案進行了試生產(chǎn),然后基于試生產(chǎn)結(jié)果結(jié)合優(yōu)化算法對鍛造成形工藝參數(shù)進行了優(yōu)化,并進行了模擬驗證和生產(chǎn)驗證,最后通過改進模具的熱處理工藝,提升了模具使用壽命,降低了鍛件生產(chǎn)成本。主要研究內(nèi)容如下:（1）結(jié)合轉(zhuǎn)向臂零件的結(jié)構(gòu)特點和生產(chǎn)實際,設(shè)計了其鍛造成形工藝及鍛造模具,得到了兩套成形工藝方案。然后使用Deform-3D有限元軟件對成形方案進行了對比分析,確定了較佳成形方案并進行了試生產(chǎn)分析。試生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了終鍛上模開裂及轉(zhuǎn)向臂鍛件充不足的問題。其中,終鍛上模開裂的問題通過改進模具結(jié)構(gòu)得到了有效解決,而鍛件充不足的問題需對鍛造工藝作進一步研究。（2）針對試生產(chǎn)結(jié)果中轉(zhuǎn)向臂鍛件充不足及成形載荷較大的問題,首先選擇了鐓粗臺孔深、鐓粗下壓量、壓扁厚度、坯料加... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

常見的Fig.1.2Commonfo

游艇轉(zhuǎn)向臂鍛造工藝優(yōu)化及模具壽命提升4圖1.2常見的鍛造工藝缺陷Fig.1.2Commonforgingprocessdefects1.3有限元數(shù)值模擬技術(shù)在鍛造成形中的應(yīng)用傳統(tǒng)的鍛造工藝及模具設(shè)計一般采用試錯法，即在基于設(shè)計人員的經(jīng)驗進行初步設(shè)計后，然后采用設(shè)計→試模→再設(shè)計的流程進行反復(fù)循環(huán)直到試模結(jié)果達到預(yù)期要求。采用這種方法不僅使得鍛件的開發(fā)周期長、成本高，而且難以深入了解鍛件的成形規(guī)律以及獲得最佳的工藝參數(shù)。因此，基于有限元數(shù)值模擬的計算機輔助工程技術(shù)開始發(fā)展，并在鍛造成形領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。通過對設(shè)計的方案進行模擬分析，可以對金屬流動的過程進行實時觀察，了解其成形規(guī)律，對可能出現(xiàn)的缺陷進行預(yù)測，并且還能夠?qū)δ＞邞?yīng)力以及模具磨損分布情況進行分析。目前，有限元數(shù)值模擬仿真技術(shù)正在逐漸取代依靠傳統(tǒng)的試錯法進行鍛造工藝設(shè)計的過程，在鍛造成形領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。在鍛造成形領(lǐng)域常用的有限元數(shù)值模擬軟件有Deform-3D、Forge、Qform和Simufact等。國內(nèi)外學(xué)者結(jié)合有限元數(shù)值模擬仿真技術(shù)在鍛造工藝設(shè)計及模具設(shè)計方面作了大量的研究。WeiF等[11,12]使用Deform-3D有限元軟件模擬了螺旋齒輪的熱鍛成形過程和斜齒輪的冷鍛成形過程，分析了螺旋齒輪熱鍛過程中加熱溫度對鍛件組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律以及斜齒輪坯料形狀對成形載荷和鍛件變形均勻性的影響規(guī)律。SalcedoD等[13]結(jié)合有限元軟件對鋁合金凸輪的三套等溫鍛造模具進行了評估分析。SaffarS等[14]對軸對稱零件的鍛造工藝進行了深入研究，得到了不同坯料尺寸對鍛件應(yīng)力、應(yīng)變分布以及模具磨損分布的影響規(guī)律。RajMP等[15]針對差速器十字軸的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了一種橫截面為圓角四方形的坯料，使用Deform-3D有限元軟件模擬分析了坯料圓角半徑、坯料放置位置和?

游艇轉(zhuǎn)向臂鍛造工藝優(yōu)化及模具壽命提升10圖2.1轉(zhuǎn)向臂零件三維模型圖Fig.2.1Three-dimensionalmodelofsteeringarmpart圖2.2轉(zhuǎn)向臂零件尺寸圖Fig.2.2Thedimensionsdrawingofsteeringarmpart2.2.2轉(zhuǎn)向臂成形工藝分析由上文分析可知，轉(zhuǎn)向臂的轉(zhuǎn)向臂軸和連接端部的直徑尺寸差距較大，若采用棒料直接進行模鍛，則連接端部不易充滿，增加棒料直徑尺寸，又造成材料過度浪費，需增加一制坯工步。轉(zhuǎn)向臂鍛件的鍛造工藝流程如圖2.3所示。圖2.3轉(zhuǎn)向臂鍛件的鍛造工藝流程Fig.2.3Theforgingprocessofsteeringarmforging①②

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]基于ISIGHT的FSAE賽車前后翼氣動特性分析及優(yōu)化[D]. 謝顯晨.揚州大學(xué) 2019
[4]基于多島遺傳算法的浮式防波堤系泊系統(tǒng)優(yōu)化[D]. 陳飛.江蘇科技大學(xué) 2018
[5]RV減速器輸出盤鍛造工藝研究及模具壽命提升[D]. 胡曉峰.江蘇大學(xué) 2018
[6]熱處理工藝對H13鋼組織性能影響規(guī)律的研究[D]. 樊明強.河北科技大學(xué) 2016
[7]基于Kriging模型和NSGA-Ⅱ算法的麥弗遜懸架穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計[D]. 劉艷軍.華東交通大學(xué) 2016
[8]H13鋼加工過程金屬組織遺傳性的研究[D]. 張遷.貴州大學(xué) 2016
[9]中山游艇安全監(jiān)管研究[D]. 夏丹.大連海事大學(xué) 2015
[10]基于Deform-3D的粉末鍛造連桿數(shù)值模擬[D]. 王瑜.長安大學(xué) 2015



本文編號：3230612