汽車軸承套圈熱擠壓模具磨損分析與優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2021-07-02 23:40
熱擠壓模具是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外汽車軸承套圈生產(chǎn)的主要設(shè)備之一,模具壽命直接影響企業(yè)的生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率和鍛件質(zhì)量。目前我國(guó)熱鍛模具平均壽命僅為世界先進(jìn)水平的1/3-1/5。磨損是熱擠壓模具的主要失效形式,改善模具磨損具有重大的工程意義。本文系統(tǒng)地研究了某企業(yè)某款汽車軸承套圈熱擠壓模具在原有工況下的磨損狀態(tài),明確了磨損過程和磨損類型,分析了三種應(yīng)用較廣的磨損模型的特點(diǎn),選擇Archard修正模型為磨損模型,并探究了模具表面受熱軟化的普遍規(guī)律。基于該磨損模型運(yùn)用有限元方法研究了熱擠壓工藝參數(shù)中加載速度、坯料溫度、模具預(yù)熱溫度對(duì)磨損的影響規(guī)律,根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整得到更合適的工藝參數(shù),比較并分析了調(diào)整前后磨損量的區(qū)別,結(jié)果表明平均磨損量約減少12.2%。分析不同工藝參數(shù)下的磨損結(jié)果發(fā)現(xiàn)工藝參數(shù)調(diào)整無法解決模具表面受熱軟化問題,故在此基礎(chǔ)上對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。運(yùn)用田口方法對(duì)模具結(jié)構(gòu)主要參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),通過有限元軟件Deform分析試驗(yàn)結(jié)果,分析了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)模具磨損量和表面應(yīng)力分布的影響規(guī)律,結(jié)果表明各參數(shù)對(duì)磨損量的影響力順序?yàn)?冷卻槽寬度>冷卻水溫度>冷卻槽位置>內(nèi)圈壁厚>...
【文章來源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:110 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 選題背景及工程意義
1.2 熱擠壓模具失效形式
1.3 熱鍛模具磨損研究現(xiàn)狀
1.3.1 早期磨損研究
1.3.2 模具磨損研究現(xiàn)狀
1.3.3 有限元技術(shù)的應(yīng)用
1.4 本文研究?jī)?nèi)容及研究路線
第二章 熱擠壓模具磨損過程及磨損模型
2.1 引言
2.2 磨損類型
2.3 磨損過程
2.4 磨損模型
2.4.1 Holm粘著磨損模型
2.4.2 Archard磨損模型
2.4.3 Archard修正模型
2.5 模具表面受熱軟化規(guī)律
2.6 本章小結(jié)
第三章 熱擠壓工藝參數(shù)對(duì)模具磨損的影響及調(diào)整
3.1 引言
3.2 汽車軸承套圈熱擠壓工藝模擬
3.2.1 零件建模
3.2.2 模擬參數(shù)設(shè)置
3.3 模擬結(jié)果
3.3.1 載荷變化
3.3.2 溫度分布
3.3.3 磨損分布
3.4 熱擠壓工藝參數(shù)對(duì)模具磨損的影響
3.4.1 坯料溫度的影響
3.4.2 加載速度的影響
3.4.3 模具預(yù)熱溫度的影響
3.5 工藝參數(shù)調(diào)整后模具磨損對(duì)比
3.5.1 工藝參數(shù)調(diào)整
3.5.2 調(diào)整結(jié)果分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 熱擠壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1 引言
4.2 熱擠壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論基礎(chǔ)
4.2.1 熱擠壓模具表面溫度場(chǎng)
4.2.2 材料硬度與溫度的關(guān)系
4.2.3 單層模具宏觀應(yīng)力分布
4.2.4 雙層模具宏觀應(yīng)力分布
4.3 模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案
4.3.1 田口方法介紹
4.3.2 優(yōu)化方案設(shè)計(jì)
4.4 模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析
4.4.1 正交試驗(yàn)
4.4.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
4.5 優(yōu)化結(jié)果比較
4.6 本章小結(jié)
第五章 工藝和結(jié)構(gòu)優(yōu)化效果驗(yàn)證
5.1 引言
5.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的熱擠壓模具加工
5.2.1 內(nèi)圈熱處理
5.2.2 模具機(jī)加工
5.2.3 模具與機(jī)床裝配圖
5.3 冷卻系統(tǒng)
5.3.1 冷卻系統(tǒng)原理圖
5.3.2 主要元器件選型
5.4 優(yōu)化效果
5.4.1 模腔表面溫度
5.4.2 模腔表面磨損量
5.4.3 模腔表面粗糙度
5.4.4 模腔表面磨損形貌
5.5 結(jié)論
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
作者簡(jiǎn)介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]4Cr5MoSiV1熱擠壓模具失效分析[J]. 趙亮,張恒,范永革. 熱處理. 2018(04)
[2]精密鍛造設(shè)備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 于琨山. 世界有色金屬. 2018(10)
[3]模具摩擦及潤(rùn)滑條件對(duì)超高強(qiáng)鋼板熱沖壓成形的影響[J]. 李兵,王敏,張春,肖海峰. 鍛壓技術(shù). 2018(05)
[4]基于DEFORM-3D的筒形件冷擠壓成形數(shù)值模擬[J]. 陳波,周志明,曾華成,熊祥亮,楊紹澤,唐麗文,黃燦,孟醒. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2018(01)
[5]H13熱作模具鋼的熱處理工藝研究[J]. 王金國(guó). 中國(guó)金屬通報(bào). 2017(11)
[6]金屬熱成形中考慮界面摩擦及傳熱的模具磨損模型研究[J]. 唐睿. 機(jī)電信息. 2016(15)
[7]H13鋼回火組織及碳化物轉(zhuǎn)變規(guī)律[J]. 張程,黃進(jìn)峰,竇夢(mèng)陽,連勇,王俊峰,張尊君,周啟明,張濟(jì)山. 金屬熱處理. 2016(05)
[8]DEFORM-3D技術(shù)在鍛造加工過程中的應(yīng)用[J]. 王璐,柴勝林. 科技展望. 2016(07)
[9]熱鍛模材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)-[J]. 吳曉春,施淵吉. 模具工業(yè). 2015(08)
[10]基于熱力耦合的模具型腔溫升影響因素分析[J]. 孫憲萍,劉強(qiáng)強(qiáng),韋麗君,王雷剛. 潤(rùn)滑與密封. 2015(05)
博士論文
[1]多金屬熱鍛模熱應(yīng)力緩解機(jī)理及方法研究[D]. 潘成剛.武漢理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于田口方法及有限元分析的汽車頂蓋工藝參數(shù)優(yōu)化的應(yīng)用研究[D]. 孟偉.沈陽大學(xué) 2017
[2]42CrMo鋼力學(xué)性能研究及其動(dòng)態(tài)本構(gòu)描述[D]. 盧也森.西南交通大學(xué) 2017
[3]田口方法信噪比的改進(jìn)研究[D]. 姚星.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2017
[4]熱鍛模具磨損有限元分析與優(yōu)化[D]. 李寶聚.山東大學(xué) 2015
[5]基于磨損的熱鍛模具優(yōu)化設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)[D]. 陳科偉.重慶大學(xué) 2012
[6]不同材料熱鍛模溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的模擬及分析[D]. 張中圣.武漢理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3261404
【文章來源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:110 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 選題背景及工程意義
1.2 熱擠壓模具失效形式
1.3 熱鍛模具磨損研究現(xiàn)狀
1.3.1 早期磨損研究
1.3.2 模具磨損研究現(xiàn)狀
1.3.3 有限元技術(shù)的應(yīng)用
1.4 本文研究?jī)?nèi)容及研究路線
第二章 熱擠壓模具磨損過程及磨損模型
2.1 引言
2.2 磨損類型
2.3 磨損過程
2.4 磨損模型
2.4.1 Holm粘著磨損模型
2.4.2 Archard磨損模型
2.4.3 Archard修正模型
2.5 模具表面受熱軟化規(guī)律
2.6 本章小結(jié)
第三章 熱擠壓工藝參數(shù)對(duì)模具磨損的影響及調(diào)整
3.1 引言
3.2 汽車軸承套圈熱擠壓工藝模擬
3.2.1 零件建模
3.2.2 模擬參數(shù)設(shè)置
3.3 模擬結(jié)果
3.3.1 載荷變化
3.3.2 溫度分布
3.3.3 磨損分布
3.4 熱擠壓工藝參數(shù)對(duì)模具磨損的影響
3.4.1 坯料溫度的影響
3.4.2 加載速度的影響
3.4.3 模具預(yù)熱溫度的影響
3.5 工藝參數(shù)調(diào)整后模具磨損對(duì)比
3.5.1 工藝參數(shù)調(diào)整
3.5.2 調(diào)整結(jié)果分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 熱擠壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1 引言
4.2 熱擠壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論基礎(chǔ)
4.2.1 熱擠壓模具表面溫度場(chǎng)
4.2.2 材料硬度與溫度的關(guān)系
4.2.3 單層模具宏觀應(yīng)力分布
4.2.4 雙層模具宏觀應(yīng)力分布
4.3 模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案
4.3.1 田口方法介紹
4.3.2 優(yōu)化方案設(shè)計(jì)
4.4 模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析
4.4.1 正交試驗(yàn)
4.4.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
4.5 優(yōu)化結(jié)果比較
4.6 本章小結(jié)
第五章 工藝和結(jié)構(gòu)優(yōu)化效果驗(yàn)證
5.1 引言
5.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的熱擠壓模具加工
5.2.1 內(nèi)圈熱處理
5.2.2 模具機(jī)加工
5.2.3 模具與機(jī)床裝配圖
5.3 冷卻系統(tǒng)
5.3.1 冷卻系統(tǒng)原理圖
5.3.2 主要元器件選型
5.4 優(yōu)化效果
5.4.1 模腔表面溫度
5.4.2 模腔表面磨損量
5.4.3 模腔表面粗糙度
5.4.4 模腔表面磨損形貌
5.5 結(jié)論
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
作者簡(jiǎn)介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]4Cr5MoSiV1熱擠壓模具失效分析[J]. 趙亮,張恒,范永革. 熱處理. 2018(04)
[2]精密鍛造設(shè)備研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 于琨山. 世界有色金屬. 2018(10)
[3]模具摩擦及潤(rùn)滑條件對(duì)超高強(qiáng)鋼板熱沖壓成形的影響[J]. 李兵,王敏,張春,肖海峰. 鍛壓技術(shù). 2018(05)
[4]基于DEFORM-3D的筒形件冷擠壓成形數(shù)值模擬[J]. 陳波,周志明,曾華成,熊祥亮,楊紹澤,唐麗文,黃燦,孟醒. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2018(01)
[5]H13熱作模具鋼的熱處理工藝研究[J]. 王金國(guó). 中國(guó)金屬通報(bào). 2017(11)
[6]金屬熱成形中考慮界面摩擦及傳熱的模具磨損模型研究[J]. 唐睿. 機(jī)電信息. 2016(15)
[7]H13鋼回火組織及碳化物轉(zhuǎn)變規(guī)律[J]. 張程,黃進(jìn)峰,竇夢(mèng)陽,連勇,王俊峰,張尊君,周啟明,張濟(jì)山. 金屬熱處理. 2016(05)
[8]DEFORM-3D技術(shù)在鍛造加工過程中的應(yīng)用[J]. 王璐,柴勝林. 科技展望. 2016(07)
[9]熱鍛模材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)-[J]. 吳曉春,施淵吉. 模具工業(yè). 2015(08)
[10]基于熱力耦合的模具型腔溫升影響因素分析[J]. 孫憲萍,劉強(qiáng)強(qiáng),韋麗君,王雷剛. 潤(rùn)滑與密封. 2015(05)
博士論文
[1]多金屬熱鍛模熱應(yīng)力緩解機(jī)理及方法研究[D]. 潘成剛.武漢理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于田口方法及有限元分析的汽車頂蓋工藝參數(shù)優(yōu)化的應(yīng)用研究[D]. 孟偉.沈陽大學(xué) 2017
[2]42CrMo鋼力學(xué)性能研究及其動(dòng)態(tài)本構(gòu)描述[D]. 盧也森.西南交通大學(xué) 2017
[3]田口方法信噪比的改進(jìn)研究[D]. 姚星.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2017
[4]熱鍛模具磨損有限元分析與優(yōu)化[D]. 李寶聚.山東大學(xué) 2015
[5]基于磨損的熱鍛模具優(yōu)化設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)[D]. 陳科偉.重慶大學(xué) 2012
[6]不同材料熱鍛模溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的模擬及分析[D]. 張中圣.武漢理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3261404
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/qiche/3261404.html
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