本文關(guān)鍵詞：螺旋傘齒輪鑄鍛復(fù)合成形工藝的組織與性能控制研究

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【摘要】：汽車后橋螺旋傘齒輪作為汽車后橋主減速箱傳遞動力的關(guān)鍵零件,需求量會越來越大,質(zhì)量方面的要求也越來越高。螺旋傘齒輪的成形過程以前往往只注重宏觀的成形工藝,而忽略了對微觀組織的研究。實(shí)際上成形過程是一個(gè)宏微觀相結(jié)合的過程。宏觀研究注重材料在模具型腔中的充填效果,利用率及模具的壽命,工藝的選取等。微觀則注重材料在成形過程中發(fā)生的動態(tài)再結(jié)晶、晶粒長大及組織分布等。對微觀組織的研究可以指導(dǎo)宏觀成型過程的工藝選擇以及參數(shù)的優(yōu)化。本論文通過計(jì)算機(jī)對螺旋螺旋傘齒輪鑄鍛復(fù)合成形工藝進(jìn)行了數(shù)值模擬,并且通過宏觀與微觀相結(jié)合的方法對組織與性能進(jìn)行了分析,從而為工藝參數(shù)的優(yōu)化提供理論支持。鑄鍛復(fù)合成形工藝充分利用了鑄造的制坯優(yōu)勢和鍛造的改性效果,節(jié)材節(jié)能的同時(shí),還提高了產(chǎn)品的機(jī)械性能和和組織性能。由于從動螺旋傘齒輪屬于較復(fù)雜的小型鑄件,本文選用技術(shù)成熟且應(yīng)用廣泛的砂型鑄造來成形齒輪坯,并且運(yùn)用Anycasting鑄造模擬軟件來模擬鑄件充型與凝固過程,同時(shí)還預(yù)測和分析了縮松縮孔這類缺陷,驗(yàn)證了采用三個(gè)頂冒口的頂注式澆注系統(tǒng)的可行性。如何將螺旋傘齒輪坯的鑄態(tài)組織轉(zhuǎn)變成鍛態(tài)組織并且使晶粒細(xì)化,從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。本文利用DEFORM-3D模擬軟件對鑄坯鍛造成型過程進(jìn)行了仿真模擬,分析了鍛造過程溫度的變化范圍、應(yīng)力應(yīng)變的變化、金屬流動規(guī)律以及動態(tài)再結(jié)晶等。除此之外,還運(yùn)用原胞自動機(jī)法(CA法)對鍛造過程中晶粒的變化進(jìn)行了模擬分析,研究并分析了溫度、變形量及應(yīng)變速率這三個(gè)工藝參數(shù)對再結(jié)晶的影響。
【關(guān)鍵詞】：螺旋傘齒輪 鑄鍛復(fù)合成形 微觀組織 數(shù)值模擬 再結(jié)晶
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U466
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢11-16
• 1.2.1 從動螺旋傘齒輪成形工藝研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 鑄鍛復(fù)合成形工藝研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 材料微觀組織模擬研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 課題研究內(nèi)容及意義16
• 1.3.1 研究內(nèi)容16
• 1.3.2 研究意義16
• 1.4 本章小結(jié)16-19
• 第二章 螺旋傘齒輪鑄造凝固工藝模擬研究19-39
• 2.1 引言19-20
• 2.2 凝固過程基本理論20-23
• 2.2.1 形核與長大20-22
• 2.2.2 凝固組織的形成與控制22-23
• 2.3 合金元素對鑄件性能的影響23-25
• 2.4 鑄造工藝的選取25-26
• 2.5 造型材料的選取26
• 2.6 涂料的選取26-27
• 2.7 鑄造工藝方案的設(shè)計(jì)27-32
• 2.7.1 冒口的確定28-29
• 2.7.2 澆注系統(tǒng)的確定29-32
• 2.8 齒輪坯成形過程的數(shù)值仿真分析32-36
• 2.8.1 Anycasting模擬軟件簡介32-33
• 2.8.2 模擬參數(shù)的設(shè)置33-34
• 2.8.3 鑄件充型與凝固過程分析34-36
• 2.8.4 缺陷預(yù)測與分析36
• 2.9 本章小結(jié)36-39
• 第三章 鍛造成形過程數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)39-45
• 3.1 引言39
• 3.2 金屬塑性成形基礎(chǔ)39-40
• 3.3 塑性有限元理論基礎(chǔ)40-41
• 3.3.1 兩個(gè)屈服準(zhǔn)則40-41
• 3.3.2 有限元法在塑性成形過程中的應(yīng)用41
• 3.4 鍛造過程熱力耦合模擬基礎(chǔ)及晶粒細(xì)化機(jī)理41-44
• 3.4.1 熱平衡微分方程42-43
• 3.4.2 金屬晶粒細(xì)化機(jī)理43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 螺旋傘齒輪坯鍛造成形過程模型建立45-59
• 4.1 引言45
• 4.2 DEFORM模擬軟件介紹45-46
• 4.3 建立幾何模型46-48
• 4.3.1 成形模具設(shè)計(jì)46-47
• 4.3.2 成形方案設(shè)計(jì)47-48
• 4.4 在Deform中建立模型48-51
• 4.4.1 選擇材料與劃分網(wǎng)格48-49
• 4.4.2 邊界條件和初始條件設(shè)置49-51
• 4.5 建立再結(jié)晶模型51-58
• 4.5.1 元胞自動機(jī)法簡介51-52
• 4.5.2 元胞自動機(jī)模型構(gòu)架52-54
• 4.5.3.二維CA法動態(tài)再結(jié)晶模型的建立54-57
• 4.5.4 微觀組織模擬參數(shù)及邊界條件設(shè)置57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 第五章 模擬結(jié)果與分析59-77
• 5.1 引言59
• 5.2 模鍛過程中溫度場分析59-61
• 5.3 模鍛過程中等效應(yīng)力場分析61-62
• 5.4 模鍛過程中等效應(yīng)變場分析62-63
• 5.5 模鍛過程中金屬流動規(guī)律分析63-65
• 5.6 模鍛過程中的再結(jié)晶65-67
• 5.7 工藝參數(shù)對動態(tài)再結(jié)晶的影響67-76
• 5.7.1 變形量對動態(tài)再結(jié)晶的影響68-70
• 5.7.2 應(yīng)變速率對動態(tài)再結(jié)晶的影響70-72
• 5.7.3 溫度對動態(tài)再結(jié)晶的影響72-76
• 5.8 本章小結(jié)76-77
• 第六章 結(jié)論與展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 致謝85

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張靖濤;十五廠淬火組關(guān)于齒輪淬火法的改進(jìn)[J];機(jī)械;1952年01期

2 М·П·НОВИКОВ ,程┌，

本文編號：856028