楔橫軋是一種先進的近凈成形技術,具備生產效率高、節(jié)材率高、軋件精度高等優(yōu)點。在楔橫軋技術的實際生產中,多臺階軸成形時,軋件容易出現內部中空疏松、外部臺階螺旋狀斜面等缺陷,導致零件尺寸、質量都不滿足要求,且軋件疲勞壽命大大降低。由于楔橫軋多臺階軸三維彈塑性成形過程復雜,因此國內外相關文獻大多針對小型、簡單的楔橫軋軸類件成形缺陷進行研究,關于復雜多臺階軸類件軋制成形時出現的軸端疏松及臺階螺旋狀斜面等缺陷的研究文獻很少。以實際生產中的多臺階復雜軸件汽車輸出軸為研究對象,對該軸的軋制工藝方案進行分析,結合文獻及實際軋制經驗,確定了該軋件毛坯尺寸（直徑與長度）、軋機型號、料頭位置等,給定了熱態(tài)毛坯尺寸、模具槽形、模具楔形、模具破瓣位置和楔擋板的設計方法,利用Deform 6.0有限元模擬軟件建立了汽車輸出軸楔橫軋軋制模型。借助Deform 6.0有限元模擬軟件分析汽車輸出軸這一多臺階軸的變形規(guī)律及軋件內部缺陷形成規(guī)律,考慮工藝參數的交互影響,設定了成形角α、展寬角β、軋制溫度T三因素三水平的正交實驗,并結合實際軋制實驗,得到了楔橫軋技術中三個主要工藝參數成形角α=22°、展寬角β=8.41°和軋... 

【文章來源】：河北科技大學河北省

【文章頁數】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

復雜多臺階軸類件

1第1章緒論1.1楔橫軋技術簡介楔橫軋是一種少切削和無切削的塑性成形新工藝，以其連續(xù)、局部的成形方式，在階梯軸和回轉類零件的制造方面顯示出特殊的優(yōu)勢[1]。簡單型材和小型軸件最先采用傳統(tǒng)的軋制工藝，成形種類少，如常見的方形、圓形、版型材料。而如今日益成熟的楔橫軋技術能夠軋制各種截面、任意臺階角度的多臺階軸類復雜件[2~4]。隨著中國經濟的不斷繁榮，我國重型工業(yè)、汽車產業(yè)、鐵路事業(yè)均已步入飛速發(fā)展時期，汽車、火車、高鐵等交通工具不斷升級，對車軸的種類、數量和質量都提出了更高的要求，尤其是沿長度方向上具備多個軸臺階的復雜軸件在工業(yè)和交通運輸業(yè)中得到了較為廣泛的應用，圖1-1為復雜多臺階軸類件。圖1-1復雜多臺階軸類件多臺階軸楔橫軋的軋輥類型有三種，分別是弧式楔橫軋、板式楔橫軋和輥式楔橫軋三種，而二輥式楔橫軋廣泛的應用于實際生產中。圖1-2為某多臺階軸的楔橫軋模型圖，圖中可知上、下模型分別為軋輥，中間模型為多臺階軸軋制成形前的圓坯料。圖1-2某多臺階軸楔橫軋模型

2多臺階軸楔橫軋的軋制成形原理是以相同方向旋轉的兩個帶有楔形的軋輥帶動軋件呈與模具運動相反的方向旋轉，使軋件發(fā)生徑向收縮、橫向擴展以及軸向延伸的三種變形[5]，最終成形出多臺階軸類件。其軋制過程包括楔入段、展寬段和精整段三部分，為了便于理解，以簡單軸件楔橫軋模具楔形展開圖為例，如圖1-3所示。圖中成形角α、展寬角β和楔高h三個工藝參數對軋件的變形過程及成形質量有很大的影響[6]，在模具設計環(huán)節(jié)中尤為重要。圖1-3楔橫軋軋制過程及模具特征參數示意圖1.2楔橫軋技術的優(yōu)點與傳統(tǒng)的切削工藝相比，楔橫軋工藝有如下的優(yōu)點[7]:（1）生產效率高。楔橫軋軋制生產效率比傳統(tǒng)切削方法高出2~9倍。（2）材料利用率。在傳統(tǒng)機械加工中，約有40％的材料以切屑的形式浪費掉，而楔橫軋工藝的材料浪費率僅為5％～20％。（3）軋件精度提高。軋制后軋件的金屬纖維呈流線狀，并且零件的晶粒得到細化，因此產品精度高且機械性能良好。（4）模具使用壽命長。楔橫軋設備的工作載荷降低為之前的10%以下，所以模具的使用周期提高了10倍左右。（5）自動化程度高。工作中勞動力少，工作環(huán)境無沖擊，噪聲低，且軋件從成形、表面精整到最后成品三部分全部實現自動化。與傳統(tǒng)的模鍛工藝比較，楔橫軋技術的優(yōu)點如下：（1）生產效率高。楔橫軋軋制生產效率比傳統(tǒng)切削方法高出2~9倍。（2）工作載荷校楔橫軋生產工藝的工作載荷比模鍛加工方法降低為之前的

【參考文獻】：
期刊論文
[1]多楔楔橫軋42CrMo4大型空心長軸類零件分析（英文）[J]. 彭文飛,鄭書華,邱亦睿,束學道,湛利華.  稀有金屬材料與工程. 2016(04)
[2]楔橫軋高鐵車軸鋼25CrMo4塑性損傷形成機理[J]. 霍元明,王寶雨,林建國,周靖.  東北大學學報(自然科學版). 2013(11)
[3]楔橫軋軋齊曲線的微分方程解法[J]. 趙然,張康生,胡正寰.  鍛壓技術. 2012(04)
[4]工藝參數對楔橫軋一次成形氣門毛坯螺旋痕的影響[J]. 王曉飛,張康生,劉晉平,胡正寰.  塑性工程學報. 2011(04)
[5]楔橫軋件螺旋痕產生原因研究[J]. 張康生,杜惠萍,楊翠蘋,劉文科,胡正寰.  機械工程學報. 2011(08)
[6]DEFORM-3D在楔橫軋成形模擬中的應用[J]. 劉文科,張康生,王福恒,李威.  冶金設備. 2010(03)
[7]楔橫軋橢圓軸直角臺階軋齊曲線[J]. 胡發(fā)國,王寶雨,胡正寰.  北京科技大學學報. 2010(04)
[8]三輥楔橫軋軸類件內部缺陷的分析[J]. 楊永明,杜鳳山,王敏婷,趙軍.  鍛壓技術. 2009(05)
[9]楔橫軋一次楔大斷面收縮率成形機理[J]. 賈震,張康生,楊翠蘋,胡正寰.  北京科技大學學報. 2009(08)
[10]楔橫軋大型軸類件軋制力規(guī)律研究[J]. 束學道,彭文飛,聶廣占,胡正寰.  塑性工程學報. 2009(01)

碩士論文
[1]變速箱中間軸楔橫軋內部缺陷分析及工藝優(yōu)化[D]. 梁明勇.重慶理工大學 2015
[2]非調質鋼空心件三輥楔橫軋成形過程有限元研究[D]. 王偉.燕山大學 2009
[3]大直徑楔橫軋件的成形工藝研究[D]. 沈智.機械科學研究總院 2006



本文編號：3571879