本文關鍵詞：常用模具材料的摩擦磨損性能研究及應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：模具作為重要的生產裝備及工藝發(fā)展方向，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產中日益發(fā)揮著重大作用，被譽為“金鑰匙”、“制造業(yè)之母”等。而在我國，目前對于模具材料摩擦磨損性能的研究還不是很深入，特別是關于模具材料內在的磨損機理以及磨損機理之間轉變情況的研究還尚不成熟，導致針對模具材料磨損的預測不太準確。我國熱鍛模具的平均壽命大約為3000-5000件，與國際先進水平相比尚有較大差距，由此造成人力物力的嚴重浪費及經濟效益的極大損失。而磨損是影響模具壽命的決定性因素，尤其在高溫成形過程中模具因磨損而失效的情況超過70%。因此，研究如何減少模具的磨損從而提高熱鍛模具的壽命，具有重要的現(xiàn)實意義。 在本文工作中，首先采用磨損試驗的方法研究了兩種具有代表性的模具材料的摩擦磨損性能，了解造成模具材料磨損的主要影響因素及其作用規(guī)律并提出相應的減摩、抗磨措施；其次借助先進的掃描電子顯微鏡（SEM）觀察磨面及磨屑上的典型磨損特征，根據觀察到的磨損特征判斷磨損過程中主要的磨損機理同時提出一種新的磨損計算模型，從而能夠更為準確地計算模具的磨損；然后以輪轂鍛模為研究對象應用所提出的新磨損計算模型，結合有限元分析、磨損試驗、BP神經網絡和SQP算法，對輪轂鍛模上模芯的形狀進行優(yōu)化設計，使上模芯的磨損量更均勻而且更小，從而提高輪轂鍛模的壽命；最后通過在HSR-2M型往復摩擦磨損試驗機上進行磨損試驗來驗證所提出的新磨損計算模型的精度和上模芯形狀優(yōu)化的有效性。 研究結果表明，H13鋼在高速高載的工況條件下會出現(xiàn)劇烈磨損，而堆焊模具鋼的劇烈磨損區(qū)在低速高載階段。因此，在實際生產過程中可以通過對模具型腔的形狀進行優(yōu)化從而改變型腔處的接觸條件（工況條件），最終改善模具劇烈磨損部位的磨損狀況；常用模具材料磨損時主要的磨損機理為粘著磨損、磨粒磨損和氧化磨損；新磨損計算模型計算得的磨損深度值與試驗時測得的磨損值具有良好的一致性，，并且優(yōu)化之后上模芯的等磨損值比優(yōu)化前減少了38.9%，最大磨損值降低了12.5%。因此，新磨損計算模型具有良好的精度，上模芯形狀的優(yōu)化設計是有效的，可以很好的指導實際生產。
【關鍵詞】：摩擦磨損性能 磨損機理 磨損計算模型 有限元分析 形狀優(yōu)化
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TG76;TH117
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 引言8-9
• 1.2 研究的目的及意義9-10
• 1.2.1 研究的目的9
• 1.2.2 研究的意義9-10
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1 金屬材料的磨損10-12
• 1.3.2 熱鍛模具的壽命12-13
• 1.4 主要研究內容13-15
• 2 試驗方法15-22
• 2.1 試驗材料15-16
• 2.1.1 材料選擇15
• 2.1.2 制備工藝15-16
• 2.1.3 熱處理工藝16
• 2.2 性能測試16-17
• 2.3 磨損試驗17-21
• 2.3.1 磨損試樣制備17-19
• 2.3.2 磨損試驗過程19-21
• 2.4 微觀分析21-22
• 3 常用模具材料的摩擦磨損性能研究22-31
• 3.1 H13 鋼的摩擦磨損性能22-25
• 3.1.1 H13 鋼的磨損22-24
• 3.1.2 H13 鋼的摩擦系數24-25
• 3.2 堆焊模具鋼的摩擦磨損性能25-29
• 3.2.1 堆焊模具鋼的磨損26-27
• 3.2.2 堆焊模具鋼的摩擦系數27-29
• 3.3 本章小結29-31
• 4 常用模具材料的磨損特征及分析31-40
• 4.1 H13 鋼的磨損特征及分析31-35
• 4.1.1 H13 鋼的磨面形貌及成分31-33
• 4.1.2 H13 鋼的磨屑形貌及成分33-35
• 4.2 堆焊模具鋼的磨損特征及分析35-39
• 4.2.1 堆焊模具鋼的磨面形貌及成分35-37
• 4.2.2 堆焊模具鋼的磨屑形貌及成分37-39
• 4.3 本章小結39-40
• 5 新磨損計算模型的提出40-45
• 5.1 單一磨損機理作用下的磨損計算公式40-44
• 5.1.1 粘著磨損計算公式40-41
• 5.1.2 磨粒磨損計算公式41-42
• 5.1.3 氧化磨損計算公式42-44
• 5.2 建立新的磨損計算模型44
• 5.3 本章小結44-45
• 6 輪轂鍛模上模芯的形狀優(yōu)化設計45-61
• 6.1 優(yōu)化問題的描述45-47
• 6.1.1 輪轂鍛模的磨損情況45
• 6.1.2 上模芯形狀優(yōu)化的數學建模45-47
• 6.2 磨損試驗47-52
• 6.2.1 試驗條件47-49
• 6.2.2 磨屑的 SEM 檢測49-52
• 6.3 BP 神經網絡模型的建立52-57
• 6.3.1 BP 神經網絡樣本數據的生成53-56
• 6.3.2 BP 神經網絡的訓練和測試56-57
• 6.4 基于 SQP 算法的模具形狀優(yōu)化57-59
• 6.4.1 優(yōu)化流程57-58
• 6.4.2 優(yōu)化結果分析58-59
• 6.5 試驗驗證59-60
• 6.6 本章小結60-61
• 7 結論與展望61-63
• 7.1 主要結論61-62
• 7.2 研究展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-67
• 附錄67
• A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄67

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前7條

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7 徐遠芳;周e

本文編號：266434