柴油機(jī)連桿襯套在工作過(guò)程中會(huì)受到連桿小頭與活塞銷的摩擦作用、氣缸的爆發(fā)壓力及連桿的往復(fù)慣性力,故對(duì)連桿襯套質(zhì)量和性能有很高的要求。強(qiáng)力旋壓是一種薄壁筒形件加工工藝,其加工出的連桿襯套具備良好的力學(xué)性能、疲勞強(qiáng)度和承載能力。旋壓過(guò)程中工件發(fā)生的塑性變形和金屬材料的流動(dòng)等會(huì)導(dǎo)致殘余應(yīng)力的產(chǎn)生,由于殘余應(yīng)力有很多的危害所以要對(duì)其進(jìn)行消除。目前機(jī)械加工常用熱處理法來(lái)消除工件的殘余應(yīng)力,所以研究熱處理對(duì)強(qiáng)力旋壓連桿襯套殘余應(yīng)力的影響具有十分重要的意義。本文以某型號(hào)錫青銅(QSn7-0.2)連桿襯套筒形件為研究對(duì)象,研究退火溫度和保溫時(shí)間對(duì)其殘余應(yīng)力的影響。首先建立三輪錯(cuò)距旋壓三維模型,然后將其導(dǎo)入到Simufact.forming有限元分析軟件中,進(jìn)行強(qiáng)力旋壓過(guò)程的仿真。然后將旋壓仿真后帶有應(yīng)力結(jié)果數(shù)據(jù)的模型導(dǎo)入到軟件的熱處理模塊中,設(shè)計(jì)單因素方案進(jìn)行多組熱處理仿真,結(jié)果表明:熱處理不改變殘余應(yīng)力的表現(xiàn)形式,軸向和切向殘余應(yīng)力依然分別表現(xiàn)為壓應(yīng)力和拉應(yīng)力;軸向和切向殘余應(yīng)力值均隨著退火溫度和保溫時(shí)間的增加而減小。設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證仿真的可靠性。按照與旋壓仿真中相同的參數(shù)進(jìn)行筒形件的加工,然后按照熱處理仿真中的方案將筒形件進(jìn)行熱處理,并設(shè)置一組不進(jìn)行熱處理的筒形件進(jìn)行對(duì)照。利用X射線衍射儀對(duì)以上筒形件進(jìn)行殘余應(yīng)力的測(cè)量,整理測(cè)量結(jié)果后與仿真結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn):對(duì)于未熱處理的筒形件,試驗(yàn)和仿真的軸向和切向殘余應(yīng)力表現(xiàn)形式相同,并且應(yīng)力值分布規(guī)律也基本一致,只是試驗(yàn)測(cè)得的應(yīng)力值比仿真得到的值要稍大一些。熱處理后試驗(yàn)和仿真的軸向、切向殘余應(yīng)力的表現(xiàn)形式均不發(fā)生改變;應(yīng)力值均隨著退火溫度和保溫時(shí)間的增加而減小。并且當(dāng)退火溫度達(dá)到290℃時(shí),應(yīng)力值的減小幅度大幅降低;當(dāng)保溫時(shí)間達(dá)到2h時(shí),應(yīng)力值就幾乎不發(fā)生改變了。由此可以認(rèn)為仿真結(jié)果基本與實(shí)際情況相符,可以為實(shí)際生產(chǎn)提供一定的參考。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG306;TG166.2
【部分圖文】：

中北大學(xué)學(xué)位論文10圖 2.1 正旋與反旋示意圖2.1.2 強(qiáng)力旋壓成形工藝主要工藝參數(shù)（1）旋輪的工作角和退出角：如圖 2.2 所示為旋輪的簡(jiǎn)化示意圖。強(qiáng)力旋壓工藝的旋輪有諸多參數(shù)，但是在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)對(duì)旋壓后成形工件質(zhì)量影響較大的主要是旋輪的工作角α和退出角β。由于旋輪工作角的選取直接影響了旋輪對(duì)工件施加的旋壓力的大小，所以它對(duì)于整個(gè)強(qiáng)力旋壓成形過(guò)程和成形工件的質(zhì)量都有著很大的影響。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，本文中所選的旋輪工作角為 30°。而旋輪的退出角雖然幾乎不影響最終成形工件的質(zhì)量，但是旋輪退出角過(guò)小或過(guò)大都會(huì)影響終旋階段金屬的流動(dòng)從而造成工件尾端的成形質(zhì)量降低的情況。一般情況下，旋輪的工作角和退出角值應(yīng)相近，故本文所選旋輪的退出角也為 30°。圖 2.2 旋輪簡(jiǎn)化示意圖（2）旋輪間的錯(cuò)距：如圖 2.3 所示，本文中仿真和試驗(yàn)都采用三輪錯(cuò)距強(qiáng)力旋壓的方式，即在整個(gè)旋壓過(guò)程中，三個(gè)旋輪在圓周方向上以 120°間隔平均分布，并且分別在軸向和徑向上錯(cuò)開(kāi)一定的距離，三個(gè)旋輪各

圖 2.1 正旋與反旋示意圖主要工藝參數(shù)和退出角：如圖 2.2 所示為旋輪的簡(jiǎn)化示意實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)對(duì)旋壓后成形工件質(zhì)量影于旋輪工作角的選取直接影響了旋輪對(duì)工旋壓成形過(guò)程和成形工件的質(zhì)量都有著很旋輪工作角為 30°。而旋輪的退出角雖然出角過(guò)小或過(guò)大都會(huì)影響終旋階段金屬的。一般情況下，旋輪的工作角和退出角值。

中北大學(xué)學(xué)位論文減薄。通常情況下，徑向錯(cuò)距就是三個(gè)旋輪的中心線在徑向到芯軸的中心的，而錯(cuò)開(kāi)的距離則是由每個(gè)旋輪承擔(dān)的減薄量決定的。假設(shè)整個(gè)旋壓過(guò)為 t，則第一個(gè)旋輪承擔(dān)的減薄量為1 t，第二和第三個(gè)旋輪承擔(dān)減薄量3 t，且123 t t t t、23 t t。若旋輪半徑為R ，旋壓毛坯件的外徑 個(gè)旋 輪中心線到芯軸中 心線距離分別為1R r t、 (1R r t ()123 t t t。本文中的仿真和試驗(yàn)均采用第一個(gè)選旋輪承擔(dān) 50%減薄旋輪各承擔(dān) 25%的減薄量的方案來(lái)進(jìn)行。而旋輪在軸向上的錯(cuò)距則是為了完成多次減薄。但是旋輪在軸向上的錯(cuò)距不能太大，否則會(huì)使三個(gè)旋輪在區(qū)域減少，從而導(dǎo)致成形工件質(zhì)量降低；此外旋輪軸向錯(cuò)距過(guò)大還會(huì)使旋不平衡，進(jìn)而影響最終成形工件的圓柱度和直線度。實(shí)際生產(chǎn)中，旋輪在通常為 5.5mm，故本文的仿真和試驗(yàn)均選擇這個(gè)錯(cuò)距值。
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本文編號(hào)：2847224