CVT帶輪軸冷熱復(fù)合成形工藝優(yōu)化研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-27 18:31
隨著汽車行業(yè)節(jié)能減排政策的持續(xù)實(shí)施,汽車關(guān)鍵部件的綠色制造和智能化生產(chǎn)成為發(fā)展主流。CVT帶輪軸作為重要的變速器核心零件,如何實(shí)現(xiàn)高效精密成形是亟需解決的課題,F(xiàn)有熱模鍛工藝在成形體積較大、齒數(shù)較多、直徑比較大的鍛坯時(shí),存在齒形填充不滿、表面折疊、模具型腔磨損嚴(yán)重等問題。本文以提高帶輪軸鍛坯成形質(zhì)量為目的,研究了鍛造成形工藝、模具設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)對(duì)成形結(jié)果影響、模具磨損規(guī)律,基于正交實(shí)驗(yàn)法和響應(yīng)面法,得出了最佳工藝參數(shù)組合,對(duì)同類型的盤類實(shí)心軸鍛件的成形工藝提供了一定的借鑒意義。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)根據(jù)CVT帶輪軸多齒形、帶法蘭、長軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),進(jìn)行鍛件圖設(shè)計(jì),提出了三種熱模鍛工藝路線,使用數(shù)值模擬進(jìn)行成形效果對(duì)比,確定了正擠、預(yù)鍛、終鍛、冷精整的最佳成形工藝路線方案,進(jìn)行了帶輪軸成形過程中各道工序的坯料及模具設(shè)計(jì)。(2)基于熱-力耦合數(shù)值分析理論,借助Deform-3D有限元分析軟件獲得了CVT帶輪軸鍛造各個(gè)工序的金屬流動(dòng)及應(yīng)力應(yīng)變場分布,通過工藝性分析得出終鍛工序是保證帶輪軸鍛坯成形質(zhì)量的關(guān)鍵工序,同時(shí)得到了終鍛工序完成后凸模應(yīng)力分布規(guī)律以及凸模模具磨損的分布情況。(3...
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 CVT帶輪軸鍛件加工工藝
1.3 精密塑性成形技術(shù)
1.4 精密塑性成形發(fā)展及國內(nèi)外研究概況
1.5 課題研究內(nèi)容及意義
第二章 CVT帶輪軸鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 CVT帶輪軸鍛件的設(shè)計(jì)
2.3 鍛件工藝流程的選擇
2.3.1 工藝路線方案一:精密熱鍛工藝流程
2.3.2 工藝路線方案二:冷熱復(fù)合精鍛工藝流程(一)
2.3.3 工藝路線方案三:冷熱復(fù)合精鍛工藝流程(二)
2.3.4 工藝路線方案的確定
2.4 工藝路線設(shè)計(jì)
2.5 CVT帶輪軸鍛造模具設(shè)計(jì)
2.5.1 CVT帶輪軸鍛造正擠模具設(shè)計(jì)
2.5.2 CVT帶輪軸鍛造預(yù)鍛模具設(shè)計(jì)
2.5.3 CVT帶輪軸鍛造終鍛模具設(shè)計(jì)
2.5.4 CVT帶輪軸齒形精整模具設(shè)計(jì)
2.6 本章小結(jié)
第三章 CVT帶輪軸成形數(shù)值模擬與模具分析
3.1 引言
3.2 金屬成形有限元數(shù)值模擬理論和Deform軟件簡介
3.2.1 剛塑性有限元理論
3.2.2 金屬成形熱—力耦合有限元理論簡述
3.2.3 金屬成形熱—力耦合分析的基本方程
3.2.4 DEFORM-3D有限元分析軟件簡介
3.2.5 DEFORM-3D有限元技術(shù)處理
3.3 CVT帶輪軸鍛件成形數(shù)值模擬
3.3.1 有限元模型的建立
3.3.2 模擬參數(shù)的設(shè)定
3.4 CVT帶輪軸熱模鍛成形模擬結(jié)果及分析
3.4.1 正擠結(jié)果分析
3.4.2 預(yù)鍛結(jié)果分析
3.4.3 終鍛結(jié)果分析
3.5 CVT帶輪軸終鍛成形模具應(yīng)力分析
3.5.1 有限元模型的建立
3.5.2 終鍛模具應(yīng)力場分析
3.6 CVT帶輪軸成形終鍛模具磨損分析
3.6.1 模具磨損機(jī)理
3.6.2 磨損基本模型
3.6.3 有限元模型的建立
3.6.4 終鍛模具磨損分析
3.7 本章小結(jié)
第四章 CVT帶輪軸終鍛成形工藝參數(shù)優(yōu)化
4.1 引言
4.2 多目標(biāo)優(yōu)化方法概述
4.3 帶輪軸終鍛工藝參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.3.1 終鍛過程控制參數(shù)和優(yōu)化目標(biāo)的確定
4.3.2 正交實(shí)驗(yàn)因素水平和正交表的確定
4.4 基于正交實(shí)驗(yàn)的終鍛成形工藝參數(shù)優(yōu)化
4.4.1 基于鍛件等效應(yīng)變值的工藝參數(shù)優(yōu)化
4.4.2 基于模具磨損量的工藝參數(shù)優(yōu)化
4.4.3 基于終鍛綜合質(zhì)量的工藝參數(shù)優(yōu)化
4.5 基于響應(yīng)面法的終鍛成形工藝參數(shù)優(yōu)化
4.5.1 響應(yīng)面法簡介和試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)
4.5.2 終鍛成形優(yōu)化響應(yīng)面模型的選擇
4.5.3 終鍛成形質(zhì)量響應(yīng)面模型的建立
4.5.4 響應(yīng)面與等高線結(jié)果分析
4.6 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與響應(yīng)面法優(yōu)化對(duì)比分析
4.7 本章小結(jié)
第五章 CVT帶輪軸冷熱復(fù)合精密成形實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與原材料準(zhǔn)備
5.3 帶輪軸冷熱復(fù)合精密成形實(shí)驗(yàn)
5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.5 質(zhì)量分析
5.5.1 尺寸精度分析
5.5.2 微觀組織與機(jī)械性能分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]汽車變速器輸入軸塑性成形工藝[J]. 李智,王寶雨,左斌,鄭明男. 工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(10)
[2]基于分流法的圓柱直齒輪冷精鍛成形工藝研究[J]. 王崗超,石文超,薛克敏,李萍,許鋒. 模具技術(shù). 2011(01)
[3]齒腔分流法冷精鍛大模數(shù)圓柱直齒輪[J]. 王崗超,薛克敏,許鋒,儲(chǔ)曉武. 塑性工程學(xué)報(bào). 2010(03)
[4]淺談三坐標(biāo)測量機(jī)及其應(yīng)用[J]. 白月飛,高青松,金偉. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2009(06)
[5]傳動(dòng)軸套管叉花鍵冷擠壓工藝研究[J]. 羅凡,周永強(qiáng),唐建新. 熱加工工藝(鑄鍛版). 2006(03)
[6]直齒圓柱齒輪冷精鍛新工藝數(shù)值模擬研究[J]. 夏世升,王廣春,趙國群,張清萍. 熱加工工藝. 2003(02)
[7]用實(shí)心坯料沖擠精鍛直齒圓柱齒輪的計(jì)算機(jī)模擬[J]. 林治平,陶澤球. 塑性工程學(xué)報(bào). 2000(01)
[8]直齒圓柱齒輪沖擠精鍛變形分析[J]. 陳澤中,林治平,連書勤. 鍛壓技術(shù). 1999(05)
博士論文
[1]齒輪軸熱鍛冷收縮精整復(fù)合工藝關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李智.北京科技大學(xué) 2017
[2]7050鋁合金H型截面長軸鍛件成形工藝優(yōu)化及淬火殘余應(yīng)力消除研究[D]. 吳道祥.重慶大學(xué) 2016
[3]高速列車車輪磨耗及型面優(yōu)化研究[D]. 林鳳濤.中國鐵道科學(xué)研究院 2014
[4]非概率可靠性理論及相關(guān)算法研究[D]. 李世軍.華中科技大學(xué) 2013
[5]鋁合金精鍛成形的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 鄧?yán)?華中科技大學(xué) 2011
[6]汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃模式與模型研究[D]. 劉偉.吉林大學(xué) 2011
[7]圓柱直齒輪冷精鍛關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 許鋒.合肥工業(yè)大學(xué) 2011
[8]直齒圓柱齒輪精密塑性成形工藝及關(guān)鍵設(shè)備研究[D]. 王明輝.吉林大學(xué) 2010
[9]重車轉(zhuǎn)向節(jié)復(fù)合成形新工藝關(guān)鍵技術(shù)[D]. 李路.重慶大學(xué) 2010
[10]轎車齒輪閉式冷精鍛近/凈成形關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 金俊松.華中科技大學(xué) 2009
碩士論文
[1]基于三維有限元模型的輪軌磨損研究[D]. 王項(xiàng).北京交通大學(xué) 2018
[2]芯軸模鍛工藝及模具設(shè)計(jì)數(shù)值模擬與應(yīng)用研究[D]. 姚照云.重慶理工大學(xué) 2017
[3]汽車前橋空心短軸熱擠壓成形工藝研究[D]. 韋國強(qiáng).山東大學(xué) 2017
[4]基于DEFORM的鋁合金輪轂鍛造過程的分析研究[D]. 解西揚(yáng).濟(jì)南大學(xué) 2016
[5]薄壁深筒形件溫冷復(fù)合成形工藝及模擬研究[D]. 王賢鵬.江蘇大學(xué) 2016
[6]汽車后橋螺旋傘齒輪鑄鍛復(fù)合成形工藝的數(shù)值模擬研究[D]. 宋宇超.吉林大學(xué) 2016
[7]基于正擠壓全過程模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化及疲勞壽命研究[D]. 王立波.西華大學(xué) 2016
[8]大型齒輪局部加載熱模鍛成形新工藝研究[D]. 劉淑珍.燕山大學(xué) 2016
[9]廢舊轎車CVT變速箱再制造工藝技術(shù)研究[D]. 馬駿.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[10]低速比工況下金屬帶式CVT力學(xué)特性及摩擦功率損耗研究[D]. 龍海卿.湘潭大學(xué) 2015
本文編號(hào):3163954
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 CVT帶輪軸鍛件加工工藝
1.3 精密塑性成形技術(shù)
1.4 精密塑性成形發(fā)展及國內(nèi)外研究概況
1.5 課題研究內(nèi)容及意義
第二章 CVT帶輪軸鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 CVT帶輪軸鍛件的設(shè)計(jì)
2.3 鍛件工藝流程的選擇
2.3.1 工藝路線方案一:精密熱鍛工藝流程
2.3.2 工藝路線方案二:冷熱復(fù)合精鍛工藝流程(一)
2.3.3 工藝路線方案三:冷熱復(fù)合精鍛工藝流程(二)
2.3.4 工藝路線方案的確定
2.4 工藝路線設(shè)計(jì)
2.5 CVT帶輪軸鍛造模具設(shè)計(jì)
2.5.1 CVT帶輪軸鍛造正擠模具設(shè)計(jì)
2.5.2 CVT帶輪軸鍛造預(yù)鍛模具設(shè)計(jì)
2.5.3 CVT帶輪軸鍛造終鍛模具設(shè)計(jì)
2.5.4 CVT帶輪軸齒形精整模具設(shè)計(jì)
2.6 本章小結(jié)
第三章 CVT帶輪軸成形數(shù)值模擬與模具分析
3.1 引言
3.2 金屬成形有限元數(shù)值模擬理論和Deform軟件簡介
3.2.1 剛塑性有限元理論
3.2.2 金屬成形熱—力耦合有限元理論簡述
3.2.3 金屬成形熱—力耦合分析的基本方程
3.2.4 DEFORM-3D有限元分析軟件簡介
3.2.5 DEFORM-3D有限元技術(shù)處理
3.3 CVT帶輪軸鍛件成形數(shù)值模擬
3.3.1 有限元模型的建立
3.3.2 模擬參數(shù)的設(shè)定
3.4 CVT帶輪軸熱模鍛成形模擬結(jié)果及分析
3.4.1 正擠結(jié)果分析
3.4.2 預(yù)鍛結(jié)果分析
3.4.3 終鍛結(jié)果分析
3.5 CVT帶輪軸終鍛成形模具應(yīng)力分析
3.5.1 有限元模型的建立
3.5.2 終鍛模具應(yīng)力場分析
3.6 CVT帶輪軸成形終鍛模具磨損分析
3.6.1 模具磨損機(jī)理
3.6.2 磨損基本模型
3.6.3 有限元模型的建立
3.6.4 終鍛模具磨損分析
3.7 本章小結(jié)
第四章 CVT帶輪軸終鍛成形工藝參數(shù)優(yōu)化
4.1 引言
4.2 多目標(biāo)優(yōu)化方法概述
4.3 帶輪軸終鍛工藝參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.3.1 終鍛過程控制參數(shù)和優(yōu)化目標(biāo)的確定
4.3.2 正交實(shí)驗(yàn)因素水平和正交表的確定
4.4 基于正交實(shí)驗(yàn)的終鍛成形工藝參數(shù)優(yōu)化
4.4.1 基于鍛件等效應(yīng)變值的工藝參數(shù)優(yōu)化
4.4.2 基于模具磨損量的工藝參數(shù)優(yōu)化
4.4.3 基于終鍛綜合質(zhì)量的工藝參數(shù)優(yōu)化
4.5 基于響應(yīng)面法的終鍛成形工藝參數(shù)優(yōu)化
4.5.1 響應(yīng)面法簡介和試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)
4.5.2 終鍛成形優(yōu)化響應(yīng)面模型的選擇
4.5.3 終鍛成形質(zhì)量響應(yīng)面模型的建立
4.5.4 響應(yīng)面與等高線結(jié)果分析
4.6 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與響應(yīng)面法優(yōu)化對(duì)比分析
4.7 本章小結(jié)
第五章 CVT帶輪軸冷熱復(fù)合精密成形實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與原材料準(zhǔn)備
5.3 帶輪軸冷熱復(fù)合精密成形實(shí)驗(yàn)
5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.5 質(zhì)量分析
5.5.1 尺寸精度分析
5.5.2 微觀組織與機(jī)械性能分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]汽車變速器輸入軸塑性成形工藝[J]. 李智,王寶雨,左斌,鄭明男. 工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2015(10)
[2]基于分流法的圓柱直齒輪冷精鍛成形工藝研究[J]. 王崗超,石文超,薛克敏,李萍,許鋒. 模具技術(shù). 2011(01)
[3]齒腔分流法冷精鍛大模數(shù)圓柱直齒輪[J]. 王崗超,薛克敏,許鋒,儲(chǔ)曉武. 塑性工程學(xué)報(bào). 2010(03)
[4]淺談三坐標(biāo)測量機(jī)及其應(yīng)用[J]. 白月飛,高青松,金偉. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2009(06)
[5]傳動(dòng)軸套管叉花鍵冷擠壓工藝研究[J]. 羅凡,周永強(qiáng),唐建新. 熱加工工藝(鑄鍛版). 2006(03)
[6]直齒圓柱齒輪冷精鍛新工藝數(shù)值模擬研究[J]. 夏世升,王廣春,趙國群,張清萍. 熱加工工藝. 2003(02)
[7]用實(shí)心坯料沖擠精鍛直齒圓柱齒輪的計(jì)算機(jī)模擬[J]. 林治平,陶澤球. 塑性工程學(xué)報(bào). 2000(01)
[8]直齒圓柱齒輪沖擠精鍛變形分析[J]. 陳澤中,林治平,連書勤. 鍛壓技術(shù). 1999(05)
博士論文
[1]齒輪軸熱鍛冷收縮精整復(fù)合工藝關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李智.北京科技大學(xué) 2017
[2]7050鋁合金H型截面長軸鍛件成形工藝優(yōu)化及淬火殘余應(yīng)力消除研究[D]. 吳道祥.重慶大學(xué) 2016
[3]高速列車車輪磨耗及型面優(yōu)化研究[D]. 林鳳濤.中國鐵道科學(xué)研究院 2014
[4]非概率可靠性理論及相關(guān)算法研究[D]. 李世軍.華中科技大學(xué) 2013
[5]鋁合金精鍛成形的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 鄧?yán)?華中科技大學(xué) 2011
[6]汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃模式與模型研究[D]. 劉偉.吉林大學(xué) 2011
[7]圓柱直齒輪冷精鍛關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 許鋒.合肥工業(yè)大學(xué) 2011
[8]直齒圓柱齒輪精密塑性成形工藝及關(guān)鍵設(shè)備研究[D]. 王明輝.吉林大學(xué) 2010
[9]重車轉(zhuǎn)向節(jié)復(fù)合成形新工藝關(guān)鍵技術(shù)[D]. 李路.重慶大學(xué) 2010
[10]轎車齒輪閉式冷精鍛近/凈成形關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 金俊松.華中科技大學(xué) 2009
碩士論文
[1]基于三維有限元模型的輪軌磨損研究[D]. 王項(xiàng).北京交通大學(xué) 2018
[2]芯軸模鍛工藝及模具設(shè)計(jì)數(shù)值模擬與應(yīng)用研究[D]. 姚照云.重慶理工大學(xué) 2017
[3]汽車前橋空心短軸熱擠壓成形工藝研究[D]. 韋國強(qiáng).山東大學(xué) 2017
[4]基于DEFORM的鋁合金輪轂鍛造過程的分析研究[D]. 解西揚(yáng).濟(jì)南大學(xué) 2016
[5]薄壁深筒形件溫冷復(fù)合成形工藝及模擬研究[D]. 王賢鵬.江蘇大學(xué) 2016
[6]汽車后橋螺旋傘齒輪鑄鍛復(fù)合成形工藝的數(shù)值模擬研究[D]. 宋宇超.吉林大學(xué) 2016
[7]基于正擠壓全過程模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化及疲勞壽命研究[D]. 王立波.西華大學(xué) 2016
[8]大型齒輪局部加載熱模鍛成形新工藝研究[D]. 劉淑珍.燕山大學(xué) 2016
[9]廢舊轎車CVT變速箱再制造工藝技術(shù)研究[D]. 馬駿.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[10]低速比工況下金屬帶式CVT力學(xué)特性及摩擦功率損耗研究[D]. 龍海卿.湘潭大學(xué) 2015
本文編號(hào):3163954
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