軸類零件是常用的重要基礎零件,空心軸具有減重、節(jié)材以及降低能耗等優(yōu)點,是實現(xiàn)扭矩傳遞零件輕量化結構的一個重要途徑。目前空心軸類零件多采用實心軸再機加工的方法進行生產(chǎn),生產(chǎn)效率低、材料利用率低,而空心零件多為深孔加工,制造難度大、成本高。本課題提出了一種基于芯棒控制的空心軸類零件楔橫軋精確成形新技術,具有效率高、成本低、質量好等優(yōu)點。通過Gleeble-1500D熱模擬試驗機測定了40MnBH在不同應變速率和不同變形溫度下單向壓縮的應力-應變曲線;研究了材料在單向壓縮變形過程中,變形溫度、應變速率以及變形量對40MnBH奧氏體晶粒細化的影響規(guī)律;通過靜態(tài)晶粒長大實驗研究了加熱溫度和保溫時間對40MnBH奧氏體晶粒長大的影響規(guī)律;基于位錯理論采用內(nèi)變量法建立了40MnBH統(tǒng)一粘塑性本構模型,結合熱模擬實驗以及晶粒長大實驗數(shù)據(jù)采用遺傳算法求解了模型中的材料常數(shù);通過對比分析微觀組織模型的預測結果與實驗數(shù)據(jù),表明所建立的微觀組織模型能夠準確地表達40MnBH在單向壓縮變形時的粘塑性流動特征和微觀組織演變規(guī)律。采用Deform-3D對空心軸楔橫軋成形進行了數(shù)值模擬,對空心軸楔橫軋成形過程中芯棒作... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１空心軸徑向鍛造成形??

?正擠壓?機加工??圖２－２空心軸擠壓成形??２．１．３空心軸楔橫軋成形工藝??楔橫軋的工作原理為兩個帶有楔形模具的乳輥以相同的方向旋轉，帶動??軋件反方向旋轉，軋件在楔形孔型作用下，經(jīng)徑向壓縮、軸向延伸軋制成階??梯軸，如圖２－３所示。其特點為：（１）生產(chǎn)效率高；（２）工作載荷��；（３）材??料利用率高；（４）噪聲小。??楔橫軋成形空心軸類零件的軋制方式主要分為兩類：無芯棒乳制和帶芯??棒軋制。傳統(tǒng)空心軸類零件楔橫軋成形常采用無芯棒軋制方式，該種方式是??將空心坯料在加熱后直接送入兩個同向旋轉的模具之間，坯料在模具斜楔的??作用下發(fā)生徑向壓縮與軸向延伸變形。無芯棒軋制的特點是軋件外表面在模??具的作用下可實現(xiàn)精確成形，但是軋件內(nèi)孔在乳制過程中處于自由狀態(tài)，軋??件軋后內(nèi)孔尺寸不受控制。??對于內(nèi)孔有尺寸要求的空心乳件，通常采用帶芯棒軋制的方式。帶芯棒??的軋制方式是空心坯料在加熱后插入芯棒

楔橫軋的工作原理為兩個帶有楔形模具的乳輥以相同的方向旋轉，帶動??軋件反方向旋轉，軋件在楔形孔型作用下，經(jīng)徑向壓縮、軸向延伸軋制成階??梯軸，如圖２－３所示。其特點為：（１）生產(chǎn)效率高；（２）工作載荷小；（３）材??料利用率高；（４）噪聲小。??楔橫軋成形空心軸類零件的軋制方式主要分為兩類：無芯棒乳制和帶芯??棒軋制。傳統(tǒng)空心軸類零件楔橫軋成形常采用無芯棒軋制方式，該種方式是??將空心坯料在加熱后直接送入兩個同向旋轉的模具之間，坯料在模具斜楔的??作用下發(fā)生徑向壓縮與軸向延伸變形。無芯棒軋制的特點是軋件外表面在模??具的作用下可實現(xiàn)精確成形，但是軋件內(nèi)孔在乳制過程中處于自由狀態(tài)，軋??件軋后內(nèi)孔尺寸不受控制。??對于內(nèi)孔有尺寸要求的空心乳件，通常采用帶芯棒軋制的方式。帶芯棒??的軋制方式是空心坯料在加熱后插入芯棒，在楔橫軋模具與芯棒的共同作用??下進行軋制成形。成形過程中軋件內(nèi)孔在芯棒的支撐作用下尺寸可以得到有??效控制，進而軋制出符合內(nèi)孔尺寸要求的空心軋件。??｜＾＾＾模具??（ａ）無芯棒乳制成形?（ｂ）帶芯棒乳制成形??圖２－３空心軸楔橫軋成形??－３?－??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]21-4N空心氣門楔橫軋成形與微觀組織演變規(guī)律研究[D]. 紀宏超.北京科技大學 2017
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碩士論文
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