轴类零件辊锻制坯工艺研究与模具设计

作     者：信昆峰 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱春东;黄时明

授予年度：2011年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：轴类锻件 辊锻制坯 成形特点 有限元模拟 三维造型 应力 应变 

摘      要：轴类锻件在锻件生产中数量庞大,应用范围非常广泛,所需要攻克的技术难题也较多。其中汽车拉杆、后桥主动螺旋伞齿轮等传动零件,质量要求十分严格,精度要求较高。螺旋伞齿轮锻件的传统制造工艺是锤上拔长制坯,再通过开式模锻终成形,生产的锻件不但产品质量很低,飞边较大,而且易产生废品,大大降低材料利用率,加大了生产成本。拉杆坯件的传统制造方法是热模锻,产生的飞边较大,材料利用率很低,不但费工费料,而且使产品成本提高。辊锻是使坯料通过一对装有锻模的旋转的辊子,在旋转中使金属变形,得到各种锻件和锻坯的成形新技术。本文通过计算机仿真模拟分析研究两类轴类零件辊锻制坯工艺。 本文在研究两类轴类锻件几何结构基础上,对两类轴类锻件进行特征段划分,通过对锻件的工艺分析确定各自的辊锻加工工艺(螺旋伞齿轮锻件采用制坯辊锻工艺,拉杆锻件采用成形辊锻工艺),根据辊锻成形工艺的设计原则,提出了两类轴类锻件辊锻成形工艺的设计方法,并对两种给定型号的轴类零件进行工艺与模具进行设计计算。本文在三维造型软件PRO/E环境中,完成对两种轴类锻件、辊锻坯料的三维造型,同时分别对其进行模具型腔设计,为有限元模拟分析奠定了基础。 本文根据刚塑性有限元法,利用有限元模拟分析软件对这两种轴类零件辊锻成形工艺过程中的金属的流动规律,应力、应变分布及变形规律进行了研究,并通过不断地调整模具和工艺参数,得到较为理想的模拟结果,实现两类轴类零件辊锻工艺与模具型腔的优化。