本文關鍵詞：薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形數(shù)值模擬研究

  更多相關文章： 薄型環(huán)件 多環(huán)軋制 數(shù)值模擬 工藝參數(shù) 變形規(guī)律

【摘要】：薄型環(huán)件一般指高徑比小于1:25的環(huán)形零件，廣泛應用于汽車后橋驅動加強環(huán)等機械領域。該類薄型環(huán)件往往采用焊接、鑄造、等離子切割等傳統(tǒng)工藝進行生產(chǎn)加工，但這些工藝往往存在生產(chǎn)效率低、環(huán)件性能差、工作環(huán)境惡劣等缺陷。環(huán)件軋制是生產(chǎn)無縫環(huán)形零件的特種加工工藝，與其他工藝相比具有加工性能好、節(jié)能節(jié)材、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，但薄型環(huán)件難以直接采用環(huán)件軋制的方法進行生產(chǎn)加工，因為在軋制過程中，，薄型環(huán)件冷卻速度過快、表面氧化程度高從而造成成形阻力大，畸變嚴重，最終難以加工出合格的產(chǎn)品。 本文以某載重車后橋驅動加強環(huán)為研究對象，提出了一種薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形方法，即一次性軋制出多個薄型環(huán)件，不僅保證了環(huán)件的力學性能，而且提高了生產(chǎn)效率、節(jié)約了成本。該軋制過程分為矩形截面環(huán)件軋制階段和深溝槽環(huán)件軋制階段，目前針對矩形截面環(huán)件軋制的研究已經(jīng)相當成熟，所以本課題只對深溝槽軋制階段進行研究。通過DEFORM軟件對該軋制成形過程的工藝參數(shù)以及變形規(guī)律進行數(shù)值模擬分析，主要包括以下內(nèi)容： （1）基于薄型環(huán)件軋制過程中冷卻速度過快的現(xiàn)象，研究分析軋制個數(shù)對該軋制成形過程的影響，對比分析不同軋制個數(shù)下的成形效果、溫度變化以及軋制力，最終確定該軋制成形方案的軋制個數(shù)。 （2）研究分析驅動輥凸臺形狀對溝槽成形效果的影響，分別將凸臺截面形狀設置為矩形、三角形和梯形，并對不同截面形狀下軋制成形效果進行對比分析；同時，研究分析凸臺圓角半徑對該軋制成形過程的影響，對不同凸臺圓角半徑下軋制成形效果及軋制力進行對比分析，最終確定出合理的凸臺形狀。 （3）探討芯輥進給速度對該軋制成形過程的影響。根據(jù)該軋制的特點，將該軋制過程分為軋制初期、軋制中期、軋制末期三個階段，模擬分析進給速度對各個軋制階段的影響，并對其軋制成形效果進行對比，最終確定該軋制成形方案合理的進給路徑。 （4）研究分析驅動輥轉速對該軋制成形過程的影響，分別對不同驅動輥轉速下的成形效果以及圓度誤差進行對比，最終確定出該軋制成形方案合理的驅動輥轉速。 （5）對該薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形過程的變形規(guī)律進行研究，重點分析溝槽處應力隨時間變化規(guī)律以及應變沿環(huán)件軸向的分布規(guī)律，揭示環(huán)件壁厚、徑向尺寸以及軸向尺寸隨時間的變化規(guī)律。 （6）提出薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形方法，對其軋制原理、成形過程以及工藝參數(shù)設計進行了分析，申請了國家發(fā)明專利，并已受理。
【關鍵詞】：薄型環(huán)件 多環(huán)軋制 數(shù)值模擬 工藝參數(shù) 變形規(guī)律
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG335
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 環(huán)件軋制的分類12-15
• 1.2.1 徑向軋制13-14
• 1.2.2 徑-軸向軋制14-15
• 1.3 環(huán)件軋制成形技術國內(nèi)外研究狀況15-17
• 1.3.1 環(huán)件軋制技術國外研究狀況15-16
• 1.3.2 環(huán)件軋制技術國內(nèi)研究狀況16-17
• 1.4 薄型環(huán)件成形技術研究狀況17-18
• 1.5 選題的目的及意義18-19
• 1.6 課題主要研究內(nèi)容19-20
• 第2章 環(huán)件軋制基本理論20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 環(huán)件軋制力學原理20-23
• 2.2.1 環(huán)件咬入過程分析20-22
• 2.2.2 環(huán)件鍛透過程分析22-23
• 2.3 環(huán)件軋制變形規(guī)律分析23-26
• 2.3.1 軸向寬展變形規(guī)律23-24
• 2.3.2 異形截面環(huán)件軋制變形規(guī)律24-26
• 2.4 環(huán)件軋制工藝參數(shù)設計26-30
• 2.4.1 軋制比26-27
• 2.4.2 軋輥極限尺寸27-28
• 2.4.3 軋制進給速度28-29
• 2.4.4 驅動輥轉速29
• 2.4.5 軋制時間29-30
• 2.5 本章小結30-32
• 第3章 薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形有限元模型建立32-44
• 3.1 引言32-33
• 3.2 剛塑性有限元方法的基本理論33-38
• 3.2.1 剛塑性材料基本假設33
• 3.2.2 剛塑性材料基本方程33-35
• 3.2.3 剛塑性有限元的基本解法35-38
• 3.3 DEFORM 有限元模擬軟件38-40
• 3.3.1 DEFORM 簡介38
• 3.3.2 DEFORM 模擬流程38-40
• 3.4 薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形有限元建模40-43
• 3.4.1 幾何建模40-41
• 3.4.2 材料模型41
• 3.4.3 網(wǎng)格劃分41-42
• 3.4.4 接觸定義42
• 3.4.5 約束和加載方式42-43
• 3.4.6 提交運算43
• 3.5 本章小結43-44
• 第4章 薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形工藝參數(shù)的研究44-66
• 4.1 引言44-46
• 4.2 軋制個數(shù)的確定46-50
• 4.2.1 不同軋制個數(shù)下成形效果對比分析46-48
• 4.2.2 不同軋制個數(shù)下溫度變化對比分析48-49
• 4.2.3 不同軋制個數(shù)下軋制力對比分析49-50
• 4.3 凸臺形狀對薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形規(guī)律的影響50-54
• 4.3.1 不同凸臺截面輪廓下軋制成形效果對比分析50-52
• 4.3.2 不同凸臺圓角半徑下軋制成形效果對比分析52-54
• 4.4 進給速度對薄型環(huán)件多環(huán)軋制成規(guī)律的影響54-61
• 4.4.1 進給速度對軋制成形效果的影響55-59
• 4.4.2 進給速度對軋制力的影響59-61
• 4.5 驅動輥轉速對薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形規(guī)律的影響61-65
• 4.5.1 驅動輥轉速對軋制成形效果的影響61-63
• 4.5.2 驅動輥轉速對薄型環(huán)件圓度誤差的影響63-65
• 4.6 本章小結65-66
• 第5章 薄型環(huán)件多環(huán)軋制變形規(guī)律研究66-78
• 5.1 引言66
• 5.2 成形過程66-68
• 5.3 應力-應變場分布規(guī)律研究68-70
• 5.3.1 應力場分布規(guī)律68-70
• 5.3.2 應變場分布規(guī)律70
• 5.4 環(huán)件尺寸變化規(guī)律研究70-76
• 5.4.1 環(huán)件壁厚變化規(guī)律71-73
• 5.4.2 環(huán)件徑向尺寸變化規(guī)律73-74
• 5.4.3 環(huán)件軸向尺寸變化規(guī)律74-76
• 5.5 金屬流動規(guī)律研究76-77
• 5.6 本章小結77-78
• 第6章 薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形方法設計78-84
• 6.1 引言78
• 6.2 工作原理設計78-80
• 6.3 工藝參數(shù)設計80-83
• 6.3.1 環(huán)件毛坯設計80-81
• 6.3.2 軋輥尺寸設計81-83
• 6.3.3 軋制過程參數(shù)設計83
• 6.4 本章小結83-84
• 第7章 總結與展望84-86
• 7.1 總結84-85
• 7.2 展望85-86
• 參考文獻86-90
• 攻讀碩士學位期間主要成果90-91
• 致謝91

【參考文獻】

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本文編號：628812