汽車傳動軸節(jié)叉是汽車驅(qū)動系統(tǒng)中傳動部位的重要零件,可以實現(xiàn)不同方向軸動力的輸出,要求具有高強度和高韌性。此外,節(jié)叉屬于撥叉類零件,形狀復(fù)雜,成形困難。在制訂節(jié)叉成形工藝時首先要考慮其工藝可行性以及工藝過程的穩(wěn)定性等。此外,還需要考慮如何盡可能的提高材料利用率以及減小加工過程中對模具和設(shè)備的損傷等問題。本課題基于實際產(chǎn)業(yè)需求提出一種節(jié)叉軋鍛復(fù)合技術(shù),該技術(shù)的應(yīng)用具有材料利用率高,效率高,成本低等優(yōu)點。采用DEFORM-3D仿真和楔橫軋-模鍛實驗相結(jié)合的研究方法,系統(tǒng)研究汽車傳動軸節(jié)叉軋鍛復(fù)合成形過程。根據(jù)節(jié)叉成品和工藝特點反向設(shè)計出坯料形狀和楔橫軋模具,確定楔橫軋模具的參數(shù)為成形角α為27°,展寬角β為9°,斷面收縮率ψ為55%。通過數(shù)值模擬的方法分析坯料在楔橫軋-模鍛整個成形過程中的成形機理,包括應(yīng)力分布、應(yīng)變分布、溫度變化和金屬流動規(guī)律。模鍛過程中,大端最先開始發(fā)生變形,最終分叉處變形程度最大,其次是拐角處,變形最小的是大端底部。并對軋鍛節(jié)叉成品進行了微觀組織模擬,包括動態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和平均晶粒尺寸,定量分析坯料變形程度和材料的綜合性能。分析了各工藝參數(shù)對模鍛過程中成形力的影響規(guī)律... 

【文章來源】：寧波大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

楔橫軋軋制后的零件Fig.1.1Shaftsbycrosswedgerolling

汽車傳動軸節(jié)叉軋鍛復(fù)合技術(shù)研究2楔橫軋原理是將坯料加熱后送入兩個軋輥間，在軋輥的帶動下，坯料作與軋輥方向相反的回轉(zhuǎn)運動，同時發(fā)生徑向壓縮和軸向延伸，形成階梯軸[5-7]。如圖1.2所示,CWR變形的整個過程分為楔入段、展寬段和精整段[8]。1-軋件；2-裝有模具的軋輥；3-擋板圖1.2楔橫軋原理圖Fig.1.2Theprinciplediagramofthecrosswedgerolling1.1.2楔橫軋工藝的發(fā)展概況十九世紀(jì)八十年代，CWR技術(shù)起源于德國，但受限于當(dāng)時各種技術(shù)水平故未能夠迅速發(fā)展。捷克Letnary汽車制造廠首次把楔橫軋技術(shù)應(yīng)用到汽車各種軸類件上的生產(chǎn)上是在二十世紀(jì)六十年代[9]，這為實際生產(chǎn)提供了十分有價值的依據(jù)。此后，楔橫軋技術(shù)被引進到世界上很多其他地方，逐漸發(fā)展成熟。日本學(xué)者團野敦等人對楔橫軋工藝、加工界線、變形機理和力能參數(shù)進行了十分深入的研究，并且有效地進行了大量的實驗和深入的分析[10]；美國學(xué)者YamionDong使用顯式動態(tài)有限元方法描述了平楔橫向楔橫軋過程（CWR）中的工具-工件界面滑移。通過實驗驗證的CWR有限元模型，研究了摩擦系數(shù)，成形角度和面積減小對刀具-工件界面滑移的影響[11]；波蘭學(xué)者Z.Pater等提出了兩種提高CWR效率的方法:金屬軸流受阻的CWR和墩粗CWR[12-14]。Landgrebe等提出了一種修改軋制過程,從而生產(chǎn)出空心軸,從而為利用楔橫軋空心軸提供了技術(shù)基礎(chǔ)[15]。Urankar等利用實驗進行顯式有限元法研究的局限性分析，并對該方法進行改進，從而成形中空產(chǎn)品[16]。我們國家從1960年開始進行楔橫軋工藝相關(guān)技術(shù)的研究及實際軋制產(chǎn)品的生產(chǎn)[17]。最早開展CWR研究工作的是北京機電研究所和北京科技大學(xué)，確定了軸類零件精確軋齊曲線的理論計算方法[18]；解決了空心件軋制過程中的壓扁失穩(wěn)問題[19]；研究了避免出現(xiàn)軋件

寧波大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文-13-2.3.3軋件尺寸與楔橫軋模具的設(shè)計（a）原始坯料（b）楔橫軋階梯軸（c）節(jié)叉圖2.2節(jié)叉與坯料尺寸Fig.2.2Thejointandblanksize根據(jù)某企業(yè)提供的節(jié)叉反向設(shè)計出坯料形狀如圖2.2所示。根據(jù)表2.4所示，在設(shè)計坯料形狀時選取了工藝參數(shù)成形角α為27°、30°和35°，展寬角為7°、9°和12°；斷面收縮率ψ為47%、50%、55%和58%。具體的填充情況和連皮厚度如下表2.4所示。連皮厚度的計算如式（2-8）所示。連皮的測量方式如圖2.3所示。當(dāng)α=27°，β=9°，ψ=55%時，成形情況良好并且飛邊厚度最保所以在設(shè)計坯料形狀和楔橫軋模具時選取了這組參數(shù)，軋制模具示意圖如圖2.4所示。飛邊的厚度δ的計算式為：1212...=12LLL(2-8)所選取的零件尺寸如圖2.2所示：


本文編號：3285064