本文關(guān)鍵詞：傳動(dòng)軸精拔前處理工藝優(yōu)化及冷拔過程有限元分析

  更多相關(guān)文章： 45鋼 傳動(dòng)軸 精級(jí)冷拔 預(yù)處理工藝優(yōu)化 模擬仿真分析

【摘要】：傳動(dòng)軸廣泛用作各種機(jī)械、汽車和家電行業(yè)的軸類零件，如皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥軸、家用電器電機(jī)軸、各種機(jī)械的軸類零件等，當(dāng)其精度高達(dá)IT6至IT5時(shí)，通常采用的制造方法是車削——磨削加工，不但生產(chǎn)效率低，設(shè)備投資大，而且機(jī)加工過程會(huì)產(chǎn)生廢料、廢液，不便于綠色制造；而傳統(tǒng)冷拔工藝生產(chǎn)傳動(dòng)軸的方法，不但尺寸精度低，而且尺寸穩(wěn)定性也差，不能滿足高精度傳動(dòng)軸的質(zhì)量要求。高精度冷拔技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)的冷拔工藝進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)并進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。本課題通過對(duì)冷拔前酸洗工藝和潤(rùn)滑工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以及對(duì)冷拔過程進(jìn)行數(shù)值模擬仿真，研究分析冷拔模具的結(jié)構(gòu)及尺寸匹配，從而實(shí)現(xiàn)精級(jí)冷拔要求，使得冷拔后的傳動(dòng)軸能夠直接裝配軸承使用。 本文主要從冷拔前預(yù)處理工藝和冷拔過程模擬仿真分析兩個(gè)方面進(jìn)行研究。首先，以傳動(dòng)軸常用材料45鋼為對(duì)象，通過正交實(shí)驗(yàn)法，，綜合研究冷拔前的預(yù)處理工藝，有效提高了潤(rùn)滑效果，這是保證冷拔精度的前提。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：45鋼獲得良好酸洗效果的較佳工藝參數(shù)組合為：硫酸濃度17%、酸洗溫度50℃、酸洗時(shí)間5min；過酸洗會(huì)嚴(yán)重影響材料的伸長(zhǎng)率、斷面收縮率等塑性性能，在實(shí)際生產(chǎn)中一定要防止過酸洗的情況發(fā)生；45鋼獲得良好磷化效果的較佳工藝參數(shù)組合為磷化液PH值2.0、磷化溫度75℃、磷化時(shí)間20min；通過掃描電子顯微鏡進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：45鋼表面的中溫鋅系磷化膜晶粒猶如花瓣一樣向四周擴(kuò)散且主要呈現(xiàn)棒狀組織結(jié)構(gòu)，皂化膜為一層疏松多孔的棉絮狀組織結(jié)構(gòu)，晶粒之間的堆積比較緊密。其次，對(duì)冷拔過程進(jìn)行模擬仿真分析，利用ANSYSWorkbench軟件分別對(duì)錐模和弧模下冷拔傳動(dòng)軸成型過程模擬仿真，分析結(jié)果表明：弧模在網(wǎng)格變形、殘余應(yīng)力、冷拔力和成型直徑精度等方面要優(yōu)于錐模，其理論數(shù)據(jù)可作為模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的參考。
【關(guān)鍵詞】：45鋼 傳動(dòng)軸 精級(jí)冷拔 預(yù)處理工藝優(yōu)化 模擬仿真分析
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH133.2;TG356
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究的背景、目的和意義9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 研究方案11-13
• 1.3.1 課題來源11
• 1.3.2 研究目標(biāo)11-12
• 1.3.3 本文研究的主要內(nèi)容12
• 1.3.4 創(chuàng)新點(diǎn)12-13
• 第二章 冷拔前酸洗工藝參數(shù)的優(yōu)化分析13-25
• 2.1 酸洗工藝概述13-15
• 2.1.1 硫酸酸洗過程中的化學(xué)反應(yīng)13-14
• 2.1.2 酸洗氫脆14-15
• 2.2 酸洗實(shí)驗(yàn)條件15-17
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及所用試劑15-16
• 2.2.2 酸洗試樣的制備16-17
• 2.3 酸洗工藝參數(shù)的正交實(shí)驗(yàn)17-22
• 2.3.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述17
• 2.3.2 酸洗各工藝參數(shù)范圍的確定17-19
• 2.3.3 選擇正交表并設(shè)計(jì)表頭19
• 2.3.4 實(shí)驗(yàn)方案及測(cè)試結(jié)果19-22
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析22-24
• 2.4.1 記錄表數(shù)據(jù)分析22
• 2.4.2 正交表數(shù)據(jù)分析22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 冷拔前潤(rùn)滑工藝參數(shù)的優(yōu)化分析25-38
• 3.1 潤(rùn)滑工藝概述25-29
• 3.1.1 磷化工藝25-29
• 3.1.2 皂化工藝29
• 3.2 潤(rùn)滑實(shí)驗(yàn)條件與流程29-30
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)條件29-30
• 3.2.2 試樣處理工藝流程30
• 3.3 潤(rùn)滑實(shí)驗(yàn)方法30-33
• 3.3.1 磷化工藝參數(shù)范圍的確定30-31
• 3.3.2 磷化工藝參數(shù)的正交實(shí)驗(yàn)31-33
• 3.3.3 皂化實(shí)驗(yàn)方案33
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析33-37
• 3.4.1 磷化膜表面形貌33-34
• 3.4.2 磷化膜截面形貌及成分分析34-35
• 3.4.3 皂化膜表面形貌35-36
• 3.4.4 皂化膜截面形貌及成分分析36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于ANSYS Workbench的冷拔傳動(dòng)軸成型過程非線性有限元分析38-56
• 4.1 ANSYS Workbench軟件簡(jiǎn)介38-40
• 4.2 彈塑性有限元相關(guān)理論概述40-41
• 4.2.1 彈塑性有限元法40-41
• 4.2.2 塑性成型的非線性問題41
• 4.3 冷拔模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41-43
• 4.4 冷拔力的理論計(jì)算43-45
• 4.4.1 冷拔力計(jì)算模型43-44
• 4.4.2 冷拔力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式44-45
• 4.5 冷拔傳動(dòng)軸成型過程的數(shù)值模擬45-46
• 4.5.1 模擬方案的確定45-46
• 4.5.2 有限元模型的建立46
• 4.6 錐模和弧模的仿真結(jié)果對(duì)比分析46-54
• 4.6.1 網(wǎng)格變形46-47
• 4.6.2 冷拔力分析47-48
• 4.6.3 軸向應(yīng)力分析48-50
• 4.6.4 徑向應(yīng)力分析50-51
• 4.6.5 周向應(yīng)力分析51-53
• 4.6.6 殘余應(yīng)力分析53
• 4.6.7 成型直徑分析53-54
• 4.7 本章小結(jié)54-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 總結(jié)56
• 5.2 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 附錄62-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 龐兆夫;李文竹;黃磊;;鋼絲酸洗中氫脆的形成及預(yù)防措施[J];鞍鋼技術(shù);2008年06期

2 張圣麟;酸洗除銹工藝的試驗(yàn)研究[J];表面技術(shù);2002年04期

3 王家安;趙振鐸;王麗君;;中溫鋅系磷化膜及皂化膜的組織結(jié)構(gòu)研究[J];材料保護(hù);2007年01期

4 葛世東;夏新濤;馬純民;;納米磷酸鹽薄膜的表面摩擦磨損性能研究[J];軸承;2006年05期

5 曹長(zhǎng)娥;日本不銹鋼管超平滑拉拔技術(shù)的開發(fā)[J];鋼管;2002年03期

6 王德廣,鄧小民;高精度管材拉拔過程計(jì)算機(jī)模擬研究[J];鋼管;2005年05期

7 高昂;王德廣;鄧小民;;不同拉拔工藝對(duì)管材尺寸精度的影響[J];鋼管;2008年01期

8 雷君相,康永林,宋仁伯,楊雄飛,王志軍;不銹鋼冷軋卷連續(xù)酸洗工藝參數(shù)的正交試驗(yàn)研究[J];鋼鐵;2005年01期

9 高殿奎;45鋼代替硬質(zhì)合金制作冷拔拉模[J];工具技術(shù);2001年06期

10 劉志誠(chéng);;日本冷拔鋼材工業(yè)概述[J];鋼鐵;1982年10期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 何亞峰;基于ANSYS/LS-DYNA的鋼管冷拔工藝有限元分析[D];西安理工大學(xué);2006年

2 王家安;低碳鋼冷擠壓中的磷化—皂化研究[D];山東大學(xué);2006年

3 蔣義明;冷拔鋼管成型過程的非線性有限元分析[D];天津理工大學(xué);2004年

4 候萍萍;鋅鈣系常溫磷化液的研究[D];山東大學(xué);2008年

5 王勇;基于ANSYS Workbench的卸船機(jī)鋼結(jié)構(gòu)分析[D];吉林大學(xué);2012年

本文編號(hào)：1051630