【摘要】：花鍵轂又稱作滑動(dòng)套,是重型卡車傳動(dòng)軸總成中連接萬(wàn)向節(jié)叉和軸叉的重要零部件,承受著復(fù)雜的交變應(yīng)力,其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響汽車行駛安全性�；ㄦI轂傳統(tǒng)閉式鐓鍛工藝成形質(zhì)量差、模具壽命低,難以滿足重卡市場(chǎng)的發(fā)展需求。本文主要從花鍵轂的模具優(yōu)化設(shè)計(jì)、成形數(shù)值模擬、工藝參數(shù)影響及優(yōu)化方面對(duì)花鍵轂的鐓鍛工藝進(jìn)行了研究。本文通過(guò)對(duì)花鍵轂鐓鍛工藝進(jìn)行分析,提出了三種開式鐓鍛模具的成形方案。通過(guò)Creo軟件建立了花鍵轂開式鐓鍛的三維模型,采用有限元模擬仿真技術(shù),分別對(duì)其中兩種可分式凹模結(jié)構(gòu)的模具方案進(jìn)行有限元模擬,獲得了成形過(guò)程中的等效應(yīng)力、等效應(yīng)變、鍛件損傷和成形載荷等重要參數(shù),并對(duì)比分析了兩種可分式凹模結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),確定了分模面距離前端面5mm位置的可分式凹模鑲塊模具結(jié)構(gòu)。在確定模具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,為降低鍛件成形載荷,獲得較好的成形質(zhì)量,在模擬過(guò)程中依次改變各工藝參數(shù),分析研究了不同工藝參數(shù)對(duì)成形質(zhì)量的影響規(guī)律:隨著坯料初始溫度的升高,鍛件成形載荷明顯降低,鍛件等效應(yīng)力、等效應(yīng)變和鍛件損傷最大值先減小后增大,但等效應(yīng)力分布越均勻,變形均勻性增強(qiáng);且坯料初始溫度在1200℃時(shí),鍛件端部出現(xiàn)折疊現(xiàn)象;隨著模具預(yù)熱溫度的升高,鍛件成形載荷變化不明顯,但成形載荷最大值逐漸降低,鍛件等效應(yīng)力、等效應(yīng)變和鍛件損傷最大值逐漸減小;隨著摩擦系數(shù)的增大,成形載荷在鐓鍛后期明顯變化且最大值逐漸增大,鍛件等效應(yīng)力、等效應(yīng)變和鍛件損傷最大值均逐漸增大。通過(guò)正交試驗(yàn)極差分析得到各工藝參數(shù)對(duì)鍛件損傷的影響程度依次是摩擦系數(shù)、坯料初始溫度和模具預(yù)熱溫度;對(duì)鍛件成形載荷的影響程度依次是坯料初始溫度、摩擦系數(shù)和模具預(yù)熱溫度;對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行線性加權(quán)分析,得到了成形質(zhì)量較好的工藝參數(shù)組合。最后,對(duì)最佳模具結(jié)構(gòu)和最優(yōu)工藝參數(shù)組合進(jìn)行生產(chǎn)驗(yàn)證,結(jié)果表明:分模面距離前端面5mm位置的可分式凹模鑲塊模具結(jié)構(gòu)能夠有效解決花鍵轂傳統(tǒng)鐓鍛工藝中存在的問(wèn)題,最優(yōu)工藝參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果基本吻合,驗(yàn)證了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。工藝優(yōu)化后的花鍵轂鍛態(tài)晶粒明顯細(xì)化,且提高了模具的使用壽命。本文將有限元模擬技術(shù)和正交試驗(yàn)法應(yīng)用于花鍵轂的鐓鍛工藝優(yōu)化過(guò)程,優(yōu)化設(shè)計(jì)出花鍵轂終鍛模具結(jié)構(gòu)和成形工藝參數(shù),改善了鍛件成形質(zhì)量,提高了模具壽命。本文的研究成果對(duì)花鍵轂實(shí)際鐓鍛成形工藝提供了理論指導(dǎo),并為相似鍛件的鐓鍛成形工藝及優(yōu)化提供了理論指導(dǎo)和依據(jù)。
【圖文】：

1 緒論到保證，模具壽命也較低；同時(shí)磨削車間工作環(huán)境較差、勞動(dòng)率低。1.2(a)和 1.2(b)分別為花鍵轂傳統(tǒng)成形過(guò)程中存在的縱向毛刺及表面形貌。從圖中可以看出，閉式成形工藝難以保證花鍵轂的且磨削后的鍛件表面質(zhì)量較差，后續(xù)機(jī)加工定位困難。因此，統(tǒng)鐓鍛工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，，以解決花鍵轂成形過(guò)程中存在的成命低等問(wèn)題。(b)(a)

言花鍵轂是重型卡車傳動(dòng)軸總成中主要的零部件之一，承受著附加應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力集中。為解決重卡花鍵轂傳統(tǒng)鐓鍛工藝磨削質(zhì)量穩(wěn)定性差及模具壽命低等問(wèn)題，本章通過(guò)分析花鍵開式鐓鍛工藝對(duì)花鍵轂?zāi)＞呓Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并建立花鍵元模型。鍵轂成形工藝分析鍵轂尺寸形狀研究的某型號(hào)重卡花鍵轂形狀尺寸如圖 2.1 所示，材料為 45知，花鍵轂是局部成形的厚壁管狀鍛件，外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但梯斜度，成形過(guò)程中容易出現(xiàn)折疊、偏窩等缺陷。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U466;TG316

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2663559