發(fā)布時間：2020-02-04 19:28

【摘要】：汽車前橋空心短軸類零件工作時由于路況環(huán)境的不同而承受著復雜的交變應力,因此成形質(zhì)量的好壞對于汽車的行駛安全起著重要的作用。針對空心短軸類零件熱擠壓成形中存在的工藝流程、工藝參數(shù)以及預成形坯設計不合理,易出現(xiàn)材料流動不均勻、成形力過大等問題,對汽車前橋空心短軸的熱擠壓成形工藝進行研究,對于提高我國汽車前橋短軸類零件熱擠壓技術水平,促進我國汽車零部件制造技術的發(fā)展等方面,都具有重要的理論和實際工程意義。本文以某型汽車前橋空心短軸為研究對象,通過數(shù)值模擬和物理實驗相結合的方法,主要針對熱擠壓成形方案的設計與選擇、預成形形狀的響應面法優(yōu)化、熱擠壓模具的磨損分析和壽命優(yōu)化、工件成形效果的物理實驗驗證等進行了研究。主要研究工作如下:在分析空心短軸類零件生產(chǎn)工藝的基礎上,提出了某一汽車前橋空心短軸零件的梯形過渡和錐形過渡兩種成形方案。通過數(shù)值模擬對比研究了兩種方案下的應力應變、溫度場、速度場、載荷位移曲線等的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)方案一是一種較為合理的工藝方案。研究了坯料加熱溫度、模具預熱溫度、擠壓速度等對成形載荷的影響,提出了熱擠壓工藝參數(shù)的選擇范圍。為了減小金屬充填型腔時的阻力,使金屬成形具有良好的流線型,從而具有優(yōu)良的力學性能,對預成形形狀進行了優(yōu)化設計。以預成形坯的形狀參數(shù)和連皮參數(shù)作為設計變量,進行了中心復合實驗,得到了各變量對于預擠壓力和終擠壓力的響應面方程,優(yōu)化獲得了預成形形狀和連皮參數(shù)的最優(yōu)組合,達到了降低成形力,提高生產(chǎn)效率的目標�？紤]模具材料硬度與溫度變化的相關性,模擬研究了模具預熱溫度、坯料加熱溫度、擠壓速度、摩擦系數(shù)等對模具磨損量的影響規(guī)律,得到了各參數(shù)對表面硬度、磨損量影響的規(guī)律曲線,發(fā)現(xiàn)了成形過程中模具的易損部位,分析得到了降低模具磨損的最優(yōu)工藝參數(shù)組合,同時提出了提高模具實際使用壽命的措施。設計制造了預成形和終成形模具,利用金屬鉛進行了該汽車前橋空心短軸的物理實驗,獲得了成形飽滿、質(zhì)量良好的成形零件,驗證了工藝方案的可行性。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U466;TG376.2

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本文編號：2576403