【摘要】：連續(xù)冷沖擊成形工藝是一種生產(chǎn)較大模數(shù)花鍵的冷體積塑性成形工藝。該工藝加工原理是利用滾打輪瞬時(shí)沖擊工件表面,使工件表面產(chǎn)生塑性變形,控制并累積變形至花鍵軸所需形狀。連續(xù)冷沖擊成形工藝屬于無(wú)屑的近凈成形工藝,花鍵軸可由毛坯直接加工成形,生產(chǎn)過(guò)程中不需去除材料,具有省材環(huán)保、加工效率高等優(yōu)勢(shì),且塑性變形能保證金屬表面晶粒的完整性,結(jié)合冷作硬化效應(yīng),使得最終成形的花鍵軸具有很好的的齒面強(qiáng)度與耐磨性。新的工藝依靠相應(yīng)的新裝備來(lái)完成實(shí)現(xiàn),裝備的研發(fā)是制約新工藝推廣與應(yīng)用的重要因素。目前連續(xù)冷沖擊成形裝備的研究尚無(wú)完整的理論支撐,設(shè)備的研發(fā)工作主要集中在工藝的動(dòng)作完成與協(xié)同上,關(guān)于影響裝備的載荷分析以及影響工件成形質(zhì)量的各種因素考慮較少。因此本文重點(diǎn)研究了裝備的載荷特征,以及從沖擊機(jī)構(gòu)、進(jìn)給量?jī)煞矫鎸?duì)成形質(zhì)量的影響展開(kāi)分析。本文首先研究了成形過(guò)程中裝備的載荷特征�；趯�(shí)際工況利用ABAQUS與MATLAB擬合出受沖擊工件的載荷,該載荷為高頻重載的循環(huán)載荷,以沖量為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)從常用波形中選取正弦波形載荷為等效模擬載荷,利用該模擬載荷計(jì)算裝備易損件的壽命,通過(guò)與實(shí)際使用壽命對(duì)比驗(yàn)證模擬載荷的等效性,此方法為機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中的載荷確定、沖擊計(jì)算、疲勞壽命計(jì)算等提供了理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了試驗(yàn)樣機(jī)的研制,進(jìn)一步驗(yàn)證了理論正確性�；趯�(duì)冷沖擊成形花鍵過(guò)程機(jī)床載荷的研究,綜合考慮沖擊部件的彈性變形以及轉(zhuǎn)動(dòng)副存在間隙兩因素對(duì)成形質(zhì)量的影響,提出了一種針對(duì)連續(xù)冷沖擊成形裝備沖擊部件偏差量的計(jì)算方法。本文建立了沖擊機(jī)構(gòu)的彈性變形模型并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析,利用數(shù)學(xué)矢量模型分析間隙中滾打輪軸頸與軋輥軸套間的位置關(guān)系,由于存在間隙兩物體之間會(huì)發(fā)生接觸碰撞,基于兩種經(jīng)典碰撞模型,考慮碰撞過(guò)程中的能量損失與兩碰撞體的表面形狀,提出適用于本課題的更加完善的碰撞模型,并利用Adams軟件進(jìn)行仿真計(jì)算得到滾打輪運(yùn)動(dòng)與理想軌跡的偏差量為0.4128mm,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得實(shí)際偏差量為0.42875mm,驗(yàn)證了理論的正確性。加工過(guò)程中的進(jìn)給量是影響冷沖擊成形花鍵軸質(zhì)量的重要的工藝參數(shù)之一,本文將成形形狀與理想形狀的偏差量從高度與寬度兩個(gè)方向進(jìn)行定量分析。高度方向,將成形過(guò)程投影至xoz平面,從工藝原理入手,建立成形過(guò)程數(shù)學(xué)模型,經(jīng)定量分析得出滾打輪尺寸與偏差量成負(fù)相關(guān),偏差量最大處為z方向上z/2齒側(cè)頂端,最大偏差量與進(jìn)給量成正相關(guān)。寬度方向,創(chuàng)新型提出等寬線(xiàn)的概念,結(jié)合工藝原理,得出不同高度處齒槽的計(jì)算寬度,通過(guò)與該處的理想寬度做對(duì)比,偏差最大量與x方向最大偏差量處一致,且y方向的偏差量與進(jìn)給量的平方成正比。在ABAQUS軟件中設(shè)置兩組不同的進(jìn)給量仿真連續(xù)冷沖擊花鍵過(guò)程,通過(guò)分析比較每種進(jìn)給量的齒槽上偏差量與齒側(cè)上偏差量,證明了以上理論分析的正確性,為科學(xué)設(shè)置加工工藝參數(shù)提供理論依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG385

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2372475