柴油機(jī)連桿襯套在工作過程中會受到連桿小頭與活塞銷的摩擦作用、氣缸的爆發(fā)壓力及連桿的往復(fù)慣性力,故對連桿襯套質(zhì)量和性能有很高的要求。強(qiáng)力旋壓是一種薄壁筒形件加工工藝,其加工出的連桿襯套具備良好的力學(xué)性能、疲勞強(qiáng)度和承載能力。旋壓過程中工件發(fā)生的塑性變形和金屬材料的流動等會導(dǎo)致殘余應(yīng)力的產(chǎn)生,由于殘余應(yīng)力有很多的危害所以要對其進(jìn)行消除。目前機(jī)械加工常用熱處理法來消除工件的殘余應(yīng)力,所以研究熱處理對強(qiáng)力旋壓連桿襯套殘余應(yīng)力的影響具有十分重要的意義。本文以某型號錫青銅(QSn7-0.2)連桿襯套筒形件為研究對象,研究退火溫度和保溫時間對其殘余應(yīng)力的影響。首先建立三輪錯距旋壓三維模型,然后將其導(dǎo)入到Simufact.forming有限元分析軟件中,進(jìn)行強(qiáng)力旋壓過程的仿真。然后將旋壓仿真后帶有應(yīng)力結(jié)果數(shù)據(jù)的模型導(dǎo)入到軟件的熱處理模塊中,設(shè)計單因素方案進(jìn)行多組熱處理仿真,結(jié)果表明:熱處理不改變殘余應(yīng)力的表現(xiàn)形式,軸向和切向殘余應(yīng)力依然分別表現(xiàn)為壓應(yīng)力和拉應(yīng)力;軸向和切向殘余應(yīng)力值均隨著退火溫度和保溫時間的增加而減小。設(shè)計試驗(yàn)驗(yàn)證仿真的可靠性。按照與旋壓仿真中相同的參數(shù)進(jìn)行筒形件的加工,然后按照熱處理仿真中的方案將筒形件進(jìn)行熱處理,并設(shè)置一組不進(jìn)行熱處理的筒形件進(jìn)行對照。利用X射線衍射儀對以上筒形件進(jìn)行殘余應(yīng)力的測量,整理測量結(jié)果后與仿真結(jié)果對比發(fā)現(xiàn):對于未熱處理的筒形件,試驗(yàn)和仿真的軸向和切向殘余應(yīng)力表現(xiàn)形式相同,并且應(yīng)力值分布規(guī)律也基本一致,只是試驗(yàn)測得的應(yīng)力值比仿真得到的值要稍大一些。熱處理后試驗(yàn)和仿真的軸向、切向殘余應(yīng)力的表現(xiàn)形式均不發(fā)生改變;應(yīng)力值均隨著退火溫度和保溫時間的增加而減小。并且當(dāng)退火溫度達(dá)到290℃時,應(yīng)力值的減小幅度大幅降低;當(dāng)保溫時間達(dá)到2h時,應(yīng)力值就幾乎不發(fā)生改變了。由此可以認(rèn)為仿真結(jié)果基本與實(shí)際情況相符,可以為實(shí)際生產(chǎn)提供一定的參考。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG306;TG166.2
【部分圖文】：

中北大學(xué)學(xué)位論文10圖 2.1 正旋與反旋示意圖2.1.2 強(qiáng)力旋壓成形工藝主要工藝參數(shù)（1）旋輪的工作角和退出角：如圖 2.2 所示為旋輪的簡化示意圖。強(qiáng)力旋壓工藝的旋輪有諸多參數(shù)，但是在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)對旋壓后成形工件質(zhì)量影響較大的主要是旋輪的工作角α和退出角β。由于旋輪工作角的選取直接影響了旋輪對工件施加的旋壓力的大小，所以它對于整個強(qiáng)力旋壓成形過程和成形工件的質(zhì)量都有著很大的影響。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，本文中所選的旋輪工作角為 30°。而旋輪的退出角雖然幾乎不影響最終成形工件的質(zhì)量，但是旋輪退出角過小或過大都會影響終旋階段金屬的流動從而造成工件尾端的成形質(zhì)量降低的情況。一般情況下，旋輪的工作角和退出角值應(yīng)相近，故本文所選旋輪的退出角也為 30°。圖 2.2 旋輪簡化示意圖（2）旋輪間的錯距：如圖 2.3 所示，本文中仿真和試驗(yàn)都采用三輪錯距強(qiáng)力旋壓的方式，即在整個旋壓過程中，三個旋輪在圓周方向上以 120°間隔平均分布，并且分別在軸向和徑向上錯開一定的距離，三個旋輪各

圖 2.1 正旋與反旋示意圖主要工藝參數(shù)和退出角：如圖 2.2 所示為旋輪的簡化示意實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)對旋壓后成形工件質(zhì)量影于旋輪工作角的選取直接影響了旋輪對工旋壓成形過程和成形工件的質(zhì)量都有著很旋輪工作角為 30°。而旋輪的退出角雖然出角過小或過大都會影響終旋階段金屬的。一般情況下，旋輪的工作角和退出角值。

中北大學(xué)學(xué)位論文減薄。通常情況下，徑向錯距就是三個旋輪的中心線在徑向到芯軸的中心的，而錯開的距離則是由每個旋輪承擔(dān)的減薄量決定的。假設(shè)整個旋壓過為 t，則第一個旋輪承擔(dān)的減薄量為1 t，第二和第三個旋輪承擔(dān)減薄量3 t，且123 t t t t、23 t t。若旋輪半徑為R ，旋壓毛坯件的外徑 個旋 輪中心線到芯軸中 心線距離分別為1R r t、 (1R r t ()123 t t t。本文中的仿真和試驗(yàn)均采用第一個選旋輪承擔(dān) 50%減薄旋輪各承擔(dān) 25%的減薄量的方案來進(jìn)行。而旋輪在軸向上的錯距則是為了完成多次減薄。但是旋輪在軸向上的錯距不能太大，否則會使三個旋輪在區(qū)域減少，從而導(dǎo)致成形工件質(zhì)量降低；此外旋輪軸向錯距過大還會使旋不平衡，進(jìn)而影響最終成形工件的圓柱度和直線度。實(shí)際生產(chǎn)中，旋輪在通常為 5.5mm，故本文的仿真和試驗(yàn)均選擇這個錯距值。
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本文編號：2847224