本文關(guān)鍵詞：油缸缸底鑄改鍛工藝研究

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【摘要】：缸底是汽車液壓油缸系統(tǒng)關(guān)鍵及其重要零部件,其產(chǎn)品的綜合性能和質(zhì)量對油缸系統(tǒng)的力學運動有重要的影響。目前國內(nèi)的缸底制造廠開始逐步采用新型模鍛工藝取代傳統(tǒng)鑄造工藝。缸底是油缸系統(tǒng)中缸筒和拉桿的連接部件,作用是連接拉桿和活塞桿并產(chǎn)生油壓促使活塞桿做往復(fù)運動,油壓系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)健性取決于其運行狀態(tài)的好壞。缸底的結(jié)構(gòu)特點是尺寸相對較大、重量相對也較大,屬于中大型對稱鍛件。缸底軸孔承受巨大的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力,其底座密封性要求高,從而精度要求高,制造難度較大。采用鑄鋼鑄造的缸底,本身存在著許多缺陷,如整體機械力學性能、整體抗疲勞性能、抗沖擊性能都較差,鑄件產(chǎn)品由于存在一些氣孔、疏松、夾雜、裂紋、縮松等,在其承受較大載荷和拉應(yīng)力時容易受損,為了避免缸底鑄件的缺陷,本文提出新的模鍛工藝代替原有鑄造工藝,通過有限元數(shù)值模擬驗證模鍛工藝的可行性,并進一步對優(yōu)化工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)參數(shù)。論文主要內(nèi)容如下:(1)對某公司提供的由于缸底鑄件存在斷裂和抗疲勞性能低的缺陷而導致的油缸系統(tǒng)的不穩(wěn)定性進行分析,提出缸底自由鍛制坯—模鍛工藝,并設(shè)計出相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)。(2)在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上,對不同的制坯方案做數(shù)值模擬分析,選擇最佳方案,同時根據(jù)經(jīng)驗確定工藝參數(shù),在設(shè)計出的模具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,進行了產(chǎn)品試制,驗證了以上模具設(shè)計和工藝選擇的可靠性。(3)對以上生產(chǎn)的鍛件中有部分鍛件存在大量凹坑、氧化皮、脫碳和燒傷的問題進行理論分析,根據(jù)分析進行工藝參數(shù)的優(yōu)化,對各種工藝參數(shù)分別進行數(shù)值模擬,采用正交試驗設(shè)計優(yōu)化分析,以成形最大載荷、模具型腔最大磨損和鍛件最大損傷為目標函數(shù),確定了最優(yōu)工藝參數(shù)值為:坯料預(yù)熱溫度1160℃、上下模具預(yù)熱溫度為300℃、鍛壓成形速度40mm/s和摩擦因子0.2,通過工藝參數(shù)的優(yōu)化不僅有利于模鍛成形而且避免鍛件產(chǎn)生凹坑、氧化皮、脫碳和燒傷的問題。(4)結(jié)合以上工藝參數(shù)優(yōu)化分析,在工廠實際使用設(shè)備的基礎(chǔ)上,對模具結(jié)構(gòu)和坯料尺寸進行響應(yīng)面法多目標優(yōu)化,以最大成形載荷、模具型腔最大磨損和鍛件最大損傷為目標函數(shù),通過有限元數(shù)值模擬,分析了拔模斜度、飛邊橋高度、連皮厚度和鍛坯直徑四個主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對三個目標函數(shù)的影響,最終確定了缸底模鍛拔模斜度為4o、飛邊橋高度為3mm、連皮厚度為18mm、模鍛鍛坯直徑為220mm的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù),并應(yīng)用于生產(chǎn),獲得生產(chǎn)驗證。通過本課題的研究,避免了缸底鑄件的缺陷,從而有效的提高了該產(chǎn)品質(zhì)量和綜合機械性能,為企業(yè)實際生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)參考。同時,論文的研究方法對于其他相似類零件的質(zhì)量提高也可作為參考依據(jù),促進精密鍛造工藝的發(fā)展和應(yīng)用。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U466;TG316

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1 李帥臣;油缸缸底鑄改鍛工藝研究[D];重慶大學;2016年

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