本文關(guān)鍵詞：汽車車橋直拉桿閉式徑向溫?cái)D壓成形研究

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【摘要】：隨著改革開放以來(lái)社會(huì)的發(fā)展,我國(guó)已經(jīng)成為世界上汽車保有量最大的國(guó)家。車橋拉桿作為汽車轉(zhuǎn)向總成中的重要零件,其性能好壞直接影響汽車行駛的安全性,因此,例來(lái)備受零件生產(chǎn)商的關(guān)注。傳統(tǒng)拉桿生產(chǎn)存在著材料利用率低、產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)較差、工人勞動(dòng)條件惡劣、模具壽命短等問(wèn)題,無(wú)法滿足行業(yè)“近凈成形”及“綠色制造”的發(fā)展要求。在此背景下,本文提出了一種汽車?yán)瓧U閉式徑向溫?cái)D壓成形新工藝,研究了拉桿成形過(guò)程中溫度變化、金屬流動(dòng)特點(diǎn)、成形力計(jì)算及成形設(shè)備選取、坯料尺寸優(yōu)化、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容,完善了拉桿閉式徑向擠壓成形工藝。拉桿成形既不屬于平面問(wèn)題也不屬于軸對(duì)稱問(wèn)題,計(jì)算成形力比較困難。本文以主應(yīng)力法與功平衡法,分別建立數(shù)學(xué)模型,獲得拉桿總擠壓力的計(jì)算公式。根據(jù)擠壓力大小優(yōu)選擠壓設(shè)備,最終確定公稱壓力為1500kN的雙動(dòng)油壓機(jī)。本文借助有限元模擬軟件DEFORM-3D對(duì)拉桿成形的熱力耦合問(wèn)題進(jìn)行了模擬,分三個(gè)階段完成。分析結(jié)果可知,溫度對(duì)拉桿關(guān)鍵部位的成形有直接影響,若球接凹槽處溫度降低速度過(guò)快,則會(huì)因金屬流動(dòng)不充分而出現(xiàn)擠壓縮尾。最終確定以40Cr為坯料的拉桿成形模擬,溫度控制在740~760℃為宜。對(duì)拉桿擠壓時(shí)的金屬流動(dòng)情況進(jìn)行了研究,從有限元軟件中可清楚看到金屬各點(diǎn)的流動(dòng)趨勢(shì)。由模擬結(jié)果可知,在金屬未進(jìn)入徑向枝丫之前,主要在模腔內(nèi)發(fā)生帶有凹槽的鐓粗變形。當(dāng)發(fā)生徑向擠壓時(shí),金屬流動(dòng)方向突然發(fā)生改變,與垂直軸線呈一定角度進(jìn)入凹腔,再加之金屬與模腔的摩擦作用,金屬流動(dòng)出現(xiàn)紊流,流動(dòng)不均勻性嚴(yán)重,若不以潤(rùn)滑劑改善擠壓條件,很容易發(fā)生折疊及角隙填充不滿的情況。設(shè)計(jì)了鎢鉬鋼汽車直拉桿擠壓模具,根據(jù)成形特點(diǎn)及經(jīng)驗(yàn)公式優(yōu)化型腔尺寸。最后在壓力機(jī)上進(jìn)行拉桿擠壓試驗(yàn),對(duì)成品制件出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析,并提出改進(jìn)措施。試驗(yàn)結(jié)果與理論分析及模擬結(jié)果具有較好的一致性,表明拉桿徑向溫?cái)D壓成形工藝是可行的,為該工藝的推廣積累了經(jīng)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：汽車直拉桿 徑向溫?cái)D壓 有限元模擬 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U466
【目錄】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 汽車?yán)瓧U生產(chǎn)概況12-13
• 1.2 溫?cái)D壓技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用13-14
• 1.3 溫?cái)D壓變形機(jī)理概述14-16
• 1.3.1 晶內(nèi)變形14-15
• 1.3.2 晶界變形15
• 1.3.3 回復(fù)與再結(jié)晶15-16
• 1.4 溫?cái)D壓技術(shù)的發(fā)展16-17
• 1.5 課題來(lái)源及研究?jī)?nèi)容17-20
• 第2章 汽車?yán)瓧U金屬流動(dòng)性分析與溫度選擇20-30
• 2.1 拉桿擠壓填充階段20-22
• 2.2 拉桿基本擠壓階段22-23
• 2.3 終了擠壓階段23-25
• 2.4 拉桿徑向擠壓的金屬流動(dòng)25-27
• 2.5 拉桿擠壓溫度選擇27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章 計(jì)算汽車?yán)瓧U擠壓力的基本理論30-42
• 3.1 金屬塑性變形的力學(xué)基礎(chǔ)31-32
• 3.2 主應(yīng)力法32-36
• 3.3 功平衡法36-40
• 3.3.1 塑性變形功37-39
• 3.3.2 計(jì)算摩擦功39-40
• 3.3.3 外力所做的功40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 汽車?yán)瓧U成形工藝的數(shù)值模擬42-60
• 4.1 DEFORM-3D軟件介紹42-43
• 4.2 拉桿分析模型建立43-46
• 4.2.1 坯料材料的確定44-45
• 4.2.2 坯料大小的確定45-46
• 4.3 拉桿徑向擠壓第一階段模擬46-49
• 4.3.1 坯料網(wǎng)格化處理46-47
• 4.3.2 定義坯料的傳熱邊界條件47-48
• 4.3.3 第一階段后處理及其結(jié)果分析48-49
• 4.4 拉桿徑向擠壓第二階段模擬49-52
• 4.4.1 模具網(wǎng)格劃分與材料添加49-50
• 4.4.2 對(duì)象間關(guān)系與模擬控制設(shè)定50-51
• 4.4.3 第二階段后處理及其結(jié)果分析51-52
• 4.5 拉桿徑向擠壓第三階段模擬52-54
• 4.5.1 添加凸模與工件定位52-53
• 4.5.2 模擬控制及再次定義對(duì)象間關(guān)系53-54
• 4.6 拉桿徑向擠壓模擬結(jié)果分析54-58
• 4.6.1 擠壓溫度場(chǎng)分析54-56
• 4.6.2 金屬流動(dòng)特性分析56-57
• 4.6.3 拉桿成形情況分析57-58
• 4.7 本章小結(jié)58-60
• 第5章 汽車?yán)瓧U擠壓模具設(shè)計(jì)60-70
• 5.1 模具材料選擇60-62
• 5.2 可分凹模模具設(shè)計(jì)62-65
• 5.2.1 凹模分流器設(shè)計(jì)62-63
• 5.2.2 模具模腔與沖頭設(shè)計(jì)63-65
• 5.3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)65-66
• 5.4 潤(rùn)滑劑66-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第6章 汽車?yán)瓧U徑向溫?cái)D壓試驗(yàn)70-74
• 6.1 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)設(shè)備70-71
• 6.2 試驗(yàn)結(jié)果分析71-72
• 6.3 本章小結(jié)72-74
• 第7章 結(jié)論與展望74-76
• 7.1 結(jié)論74
• 7.2 展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果80-82
• 致謝82

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