發(fā)布時間：2017-10-17 23:21

  本文關(guān)鍵詞：傳動軸精拔前處理工藝優(yōu)化及冷拔過程有限元分析

  更多相關(guān)文章： 45鋼 傳動軸 精級冷拔 預處理工藝優(yōu)化 模擬仿真分析

【摘要】：傳動軸廣泛用作各種機械、汽車和家電行業(yè)的軸類零件，如皮帶運輸機托輥軸、家用電器電機軸、各種機械的軸類零件等，當其精度高達IT6至IT5時，通常采用的制造方法是車削——磨削加工，不但生產(chǎn)效率低，設(shè)備投資大，而且機加工過程會產(chǎn)生廢料、廢液，不便于綠色制造；而傳統(tǒng)冷拔工藝生產(chǎn)傳動軸的方法，不但尺寸精度低，而且尺寸穩(wěn)定性也差，不能滿足高精度傳動軸的質(zhì)量要求。高精度冷拔技術(shù)是對傳統(tǒng)的冷拔工藝進行優(yōu)化、改進并進行技術(shù)創(chuàng)新。本課題通過對冷拔前酸洗工藝和潤滑工藝參數(shù)進行優(yōu)化，以及對冷拔過程進行數(shù)值模擬仿真，研究分析冷拔模具的結(jié)構(gòu)及尺寸匹配，從而實現(xiàn)精級冷拔要求，使得冷拔后的傳動軸能夠直接裝配軸承使用。 本文主要從冷拔前預處理工藝和冷拔過程模擬仿真分析兩個方面進行研究。首先，以傳動軸常用材料45鋼為對象，通過正交實驗法，，綜合研究冷拔前的預處理工藝，有效提高了潤滑效果，這是保證冷拔精度的前提。實驗結(jié)果表明：45鋼獲得良好酸洗效果的較佳工藝參數(shù)組合為：硫酸濃度17%、酸洗溫度50℃、酸洗時間5min；過酸洗會嚴重影響材料的伸長率、斷面收縮率等塑性性能，在實際生產(chǎn)中一定要防止過酸洗的情況發(fā)生；45鋼獲得良好磷化效果的較佳工藝參數(shù)組合為磷化液PH值2.0、磷化溫度75℃、磷化時間20min；通過掃描電子顯微鏡進行分析，結(jié)果顯示：45鋼表面的中溫鋅系磷化膜晶粒猶如花瓣一樣向四周擴散且主要呈現(xiàn)棒狀組織結(jié)構(gòu)，皂化膜為一層疏松多孔的棉絮狀組織結(jié)構(gòu)，晶粒之間的堆積比較緊密。其次，對冷拔過程進行模擬仿真分析，利用ANSYSWorkbench軟件分別對錐模和弧模下冷拔傳動軸成型過程模擬仿真，分析結(jié)果表明：弧模在網(wǎng)格變形、殘余應(yīng)力、冷拔力和成型直徑精度等方面要優(yōu)于錐模，其理論數(shù)據(jù)可作為模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的參考。
【關(guān)鍵詞】：45鋼 傳動軸 精級冷拔 預處理工藝優(yōu)化 模擬仿真分析
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.2;TG356
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究的背景、目的和意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 研究方案11-13
• 1.3.1 課題來源11
• 1.3.2 研究目標11-12
• 1.3.3 本文研究的主要內(nèi)容12
• 1.3.4 創(chuàng)新點12-13
• 第二章 冷拔前酸洗工藝參數(shù)的優(yōu)化分析13-25
• 2.1 酸洗工藝概述13-15
• 2.1.1 硫酸酸洗過程中的化學反應(yīng)13-14
• 2.1.2 酸洗氫脆14-15
• 2.2 酸洗實驗條件15-17
• 2.2.1 實驗儀器及所用試劑15-16
• 2.2.2 酸洗試樣的制備16-17
• 2.3 酸洗工藝參數(shù)的正交實驗17-22
• 2.3.1 正交實驗設(shè)計概述17
• 2.3.2 酸洗各工藝參數(shù)范圍的確定17-19
• 2.3.3 選擇正交表并設(shè)計表頭19
• 2.3.4 實驗方案及測試結(jié)果19-22
• 2.4 實驗結(jié)果分析22-24
• 2.4.1 記錄表數(shù)據(jù)分析22
• 2.4.2 正交表數(shù)據(jù)分析22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 冷拔前潤滑工藝參數(shù)的優(yōu)化分析25-38
• 3.1 潤滑工藝概述25-29
• 3.1.1 磷化工藝25-29
• 3.1.2 皂化工藝29
• 3.2 潤滑實驗條件與流程29-30
• 3.2.1 實驗條件29-30
• 3.2.2 試樣處理工藝流程30
• 3.3 潤滑實驗方法30-33
• 3.3.1 磷化工藝參數(shù)范圍的確定30-31
• 3.3.2 磷化工藝參數(shù)的正交實驗31-33
• 3.3.3 皂化實驗方案33
• 3.4 實驗結(jié)果及分析33-37
• 3.4.1 磷化膜表面形貌33-34
• 3.4.2 磷化膜截面形貌及成分分析34-35
• 3.4.3 皂化膜表面形貌35-36
• 3.4.4 皂化膜截面形貌及成分分析36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于ANSYS Workbench的冷拔傳動軸成型過程非線性有限元分析38-56
• 4.1 ANSYS Workbench軟件簡介38-40
• 4.2 彈塑性有限元相關(guān)理論概述40-41
• 4.2.1 彈塑性有限元法40-41
• 4.2.2 塑性成型的非線性問題41
• 4.3 冷拔模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計41-43
• 4.4 冷拔力的理論計算43-45
• 4.4.1 冷拔力計算模型43-44
• 4.4.2 冷拔力計算的經(jīng)驗公式44-45
• 4.5 冷拔傳動軸成型過程的數(shù)值模擬45-46
• 4.5.1 模擬方案的確定45-46
• 4.5.2 有限元模型的建立46
• 4.6 錐模和弧模的仿真結(jié)果對比分析46-54
• 4.6.1 網(wǎng)格變形46-47
• 4.6.2 冷拔力分析47-48
• 4.6.3 軸向應(yīng)力分析48-50
• 4.6.4 徑向應(yīng)力分析50-51
• 4.6.5 周向應(yīng)力分析51-53
• 4.6.6 殘余應(yīng)力分析53
• 4.6.7 成型直徑分析53-54
• 4.7 本章小結(jié)54-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 總結(jié)56
• 5.2 展望56-58
• 參考文獻58-62
• 附錄62-63
• 致謝63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 龐兆夫;李文竹;黃磊;;鋼絲酸洗中氫脆的形成及預防措施[J];鞍鋼技術(shù);2008年06期

2 張圣麟;酸洗除銹工藝的試驗研究[J];表面技術(shù);2002年04期

3 王家安;趙振鐸;王麗君;;中溫鋅系磷化膜及皂化膜的組織結(jié)構(gòu)研究[J];材料保護;2007年01期

4 葛世東;夏新濤;馬純民;;納米磷酸鹽薄膜的表面摩擦磨損性能研究[J];軸承;2006年05期

5 曹長娥;日本不銹鋼管超平滑拉拔技術(shù)的開發(fā)[J];鋼管;2002年03期

6 王德廣,鄧小民;高精度管材拉拔過程計算機模擬研究[J];鋼管;2005年05期

7 高昂;王德廣;鄧小民;;不同拉拔工藝對管材尺寸精度的影響[J];鋼管;2008年01期

8 雷君相,康永林,宋仁伯,楊雄飛,王志軍;不銹鋼冷軋卷連續(xù)酸洗工藝參數(shù)的正交試驗研究[J];鋼鐵;2005年01期

9 高殿奎;45鋼代替硬質(zhì)合金制作冷拔拉模[J];工具技術(shù);2001年06期

10 劉志誠;;日本冷拔鋼材工業(yè)概述[J];鋼鐵;1982年10期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 何亞峰;基于ANSYS/LS-DYNA的鋼管冷拔工藝有限元分析[D];西安理工大學;2006年

2 王家安;低碳鋼冷擠壓中的磷化—皂化研究[D];山東大學;2006年

3 蔣義明;冷拔鋼管成型過程的非線性有限元分析[D];天津理工大學;2004年

4 候萍萍;鋅鈣系常溫磷化液的研究[D];山東大學;2008年

5 王勇;基于ANSYS Workbench的卸船機鋼結(jié)構(gòu)分析[D];吉林大學;2012年

本文編號：1051630