錫青銅(QSn7-0.2)連桿襯套是應(yīng)用在大功率柴油發(fā)動機(jī)上的重要零部件,其是用來連接連桿小端與活塞銷的關(guān)鍵性零部件。在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,連桿襯套工作在高溫和交變應(yīng)力的環(huán)境中,并且會持續(xù)受到連桿小端與活塞銷的反復(fù)摩擦作用。因此,對連桿襯套的使用性能和可靠性提出了較高的要求。強(qiáng)力旋壓成形工藝是一種先進(jìn)的塑性成形工藝,采用強(qiáng)力旋壓成形工藝強(qiáng)化后的連桿襯套在疲勞強(qiáng)度、承載能力、耐磨損等性能上均能得到較大幅度的提高。目前主要遇到的問題是經(jīng)單道次強(qiáng)力旋壓成形后工件的尺寸精度和力學(xué)性能都不夠理想。經(jīng)過強(qiáng)力旋壓加工完成后的工件必須保證足夠的加工余量以完成后續(xù)的精車工序。有時(shí)由于加工工藝參數(shù)設(shè)置不合理等原因造成工件口部擴(kuò)徑嚴(yán)重,以致于內(nèi)徑尺寸無法滿足后續(xù)精車余量的要求,同時(shí)由于形狀誤差的存在,后續(xù)精車工序中工件表面各處的切削深度各不相同,其拉伸性能、表面硬度等性能存在較大的差異,導(dǎo)致產(chǎn)品使用可靠性大大降低。本文利用ABAQUS有限元分析軟件對三道次強(qiáng)力旋壓成形工藝進(jìn)行數(shù)值仿真分析和試驗(yàn)研究。建立了錫青銅(QSn7-0.2)連桿襯套三道次強(qiáng)力旋壓有限元仿真模型,并采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法研究了旋輪進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、道次減薄率等工藝參數(shù)對三道次強(qiáng)力旋壓成形過程中工件變形規(guī)律的影響。最后利用數(shù)值仿真分析得到了最適合的工藝參數(shù)組合方案,以此指導(dǎo)試驗(yàn)生產(chǎn),然后對其尺寸精度、力學(xué)性能和微觀組織進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明:三道次強(qiáng)力旋壓工藝可以大幅度的提高工件的成形質(zhì)量,提高了成形后工件的尺寸精度,并且在抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、表面硬度等力學(xué)性能上均得到了提高。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK426;TG306
【部分圖文】：

圖 1. 1 普通旋壓變形方式拉伸旋壓是普通旋壓工藝中非常重要的一種加工工藝，其工藝特點(diǎn)是采取薄壁板材為制作旋壓毛坯的原材料，通過旋壓加工將其成形為回轉(zhuǎn)殼體。實(shí)際旋壓加工成形過程中，坯料與芯模通過尾頂緊緊壓在一起，坯料在旋輪特定的運(yùn)動軌跡下逐步由方形或圓形板料發(fā)生塑性變形別加工成杯型件，最后經(jīng)過進(jìn)一步加工成為所需要的產(chǎn)品形狀。擴(kuò)徑旋壓和縮徑旋壓主要是把管狀毛坯或是回轉(zhuǎn)體空心件置于旋壓機(jī)上通過旋輪加壓的作用對坯料進(jìn)行擴(kuò)徑和縮徑，通常薄壁工件多采用此種方法。強(qiáng)力旋壓：強(qiáng)力旋壓也被稱為變薄旋壓，是一種將拉伸、鍛造、擠壓、彎曲和環(huán)扎等各種工藝集于一體的金屬加工方法，多用于薄壁空心回轉(zhuǎn)體的成形加工[16,17]。在整個(gè)強(qiáng)力旋壓成形過程中，芯模所具有的結(jié)構(gòu)特征決定著產(chǎn)品最終的形狀，且芯模帶動工件一起繞自身軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動[18]。與此同時(shí)，在旋壓過程中坯料的整體體積不變，其壁厚逐漸變薄。因此強(qiáng)力旋壓在改變坯料形狀的同時(shí)，也減小了其厚度，而壁厚的減小使

圖 1. 2 筒形變薄旋壓和錐形變薄旋壓的流動方向，筒形件強(qiáng)力旋壓又被分為正旋和反旋兩種方式當(dāng)材料的流動方向與旋輪的進(jìn)給方向一致時(shí)，稱為正旋，當(dāng)一致時(shí)則為反旋。(a)正旋 (b)反旋

7(a)正旋 (b)反旋圖 1. 3 旋壓方式示意圖旋的加工方式在加工諸如彈殼體，太空艙等精度要求比較高的筒型器件時(shí)勢，其優(yōu)缺點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)[23]，優(yōu)點(diǎn)：正旋壓一般用來加工有底的坯以加工各種無底異形件。正旋壓進(jìn)行時(shí)，旋輪在摩擦力作用下由受限一端向自由端作進(jìn)給運(yùn)動，由于已旋區(qū)和未旋區(qū)所受應(yīng)力不同，所以工件具有。在正旋工藝中，旋輪前端產(chǎn)生的金屬堆積相對較少，所以不容易產(chǎn)生擴(kuò)旋壓力也較小，極限減薄率高，使得這種加工方法的參數(shù)選擇范圍比較旋壓要求芯模應(yīng)具有足夠的長度，以便旋輪可以軸向走完工件的全長，這
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 湯傳堯;樊文欣;孔維靜;;強(qiáng)旋工藝及退火溫度對QSn7-0.2合金組織的影響[J];特種鑄造及有色合金;2018年05期

2 王蓮花;柏朝輝;;熱處理對強(qiáng)力旋壓筒形件力學(xué)性能的影響[J];中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2018年02期

3 李濤;樊文欣;王志偉;馮志剛;;強(qiáng)力旋壓連桿襯套力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J];熱加工工藝;2014年03期

4 王志偉;樊文欣;馮志剛;李濤;;基于正交試驗(yàn)的連桿襯套力學(xué)性能研究[J];熱加工工藝;2014年03期

5 張濤;樊文欣;楊剛;桑滿仙;朱芹;;基于矩陣分析法的連桿襯套工藝參數(shù)優(yōu)化[J];鑄造技術(shù);2017年05期

6 趙俊生;顧元通;樊文欣;;基于變參數(shù)的強(qiáng)力旋壓襯套Ramberg-Osgood本構(gòu)模型（英文）[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2015年09期

7 張方曉;旋壓成形變壁厚雙錐角錐形件的方法[J];鍛壓技術(shù);2000年04期

8 王欣;樊文欣;楊樹彬;孔維靜;湯傳堯;;QSn7-0.2錫青銅變形抗力的研究[J];熱加工工藝;2018年05期

9 李繼貞;劉德貴;王健飛;;強(qiáng)力旋壓成形技術(shù)在航空領(lǐng)域的新進(jìn)展[J];航空制造技術(shù);2014年10期

10 邵博;劉德華;朱良;;QSn7-0.2銅合金半固態(tài)擠壓成形組織研究[J];鑄造技術(shù);2017年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 鄭云;p型碲化鉍基熱電材料的制備及力學(xué)性能研究[D];武漢理工大學(xué);2015年

2 陳洪勝;高含量B_4C/6061Al復(fù)合材料及焊接接頭組織和力學(xué)性能研究[D];太原理工大學(xué);2016年

3 馮雷;注射CVD生長CNT改性C/C復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[D];西北工業(yè)大學(xué);2016年

4 范益;Q500EHPS橋梁鋼力學(xué)性能和耐蝕性能的調(diào)控研究[D];燕山大學(xué);2017年

5 李傳鵬;納米碳化硅顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的粉末冶金法制備及其力學(xué)性能[D];吉林大學(xué);2017年

6 劉侃;基于面料力學(xué)性能的服裝縫紉平整度等級客觀評價(jià)系統(tǒng)的建立[D];東華大學(xué);2005年

7 武德珍;高強(qiáng)高韌PPO/PA6合金的力學(xué)性能—亞微相態(tài)—群子參數(shù)之間關(guān)系的研究[D];北京化工大學(xué);1999年

8 谷長棟;電沉積納米結(jié)構(gòu)鎳及鎳鈷合金的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[D];吉林大學(xué);2007年

9 焦傳梅;無鹵阻燃EVA、POE及其交聯(lián)改性復(fù)合材料的制備和性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

10 嚴(yán)明;Ti_2AlN及Ti_2AlN/TiN復(fù)合材料的合成、結(jié)構(gòu)與性能研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 郝唯岑;錫青銅（QSn7-0.2）連桿襯套多道次旋壓成形工藝研究[D];中北大學(xué);2018年

2 席奇豪;強(qiáng)力旋壓QSn7-0.2合金微觀組織與力學(xué)性能的研究[D];中北大學(xué);2017年

3 李濤;強(qiáng)力旋壓連桿襯套本構(gòu)關(guān)系試驗(yàn)與建模研究[D];中北大學(xué);2014年

4 佘勇;強(qiáng)力旋壓連桿襯套力學(xué)性能預(yù)測研究及工藝參數(shù)優(yōu)化[D];中北大學(xué);2017年

5 何陽;鈦合金筒形件強(qiáng)力旋壓成形研究[D];長安大學(xué);2015年

6 馮志剛;強(qiáng)力旋壓連桿襯套成形過程數(shù)值仿真及工藝參數(shù)優(yōu)化[D];中北大學(xué);2014年

7 張文儒;柔性旋壓成形回彈控制的數(shù)值模擬研究[D];吉林大學(xué);2012年

8 石瑤瑤;基于數(shù)值模擬的連桿襯套多道次旋壓成形質(zhì)量分析[D];中北大學(xué);2018年

9 周強(qiáng);突變壁厚錐形件強(qiáng)力旋壓成形有限元模擬和試驗(yàn)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

10 劉伯;瓦楞紙板力學(xué)性能的有限元分析[D];西安理工大學(xué);2004年

本文編號：2863321