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汽车半轴摆动辗压成形过程数值模拟-开题报告,姓名：,为降低成本使用模拟软件DEFORM-3D对加工过程进行模拟预测缺陷 汽车半轴传统加工方法及其不足 摆辗成形变形机理以及摆辗成形的优势,汽车半轴传统加工方法是在空气锤上采用胎模锻造。 传统工艺不足之处：其工艺落后, 锻件精度低工件表面质量差,废品率高工人劳动强度大 胎模易坏, 易磨损, 成本高生产率低, 只能中、小批量生产,摆辗机的摆辗原理是利用一个绕中心迅速滚动的圆锥形上模对毛坯端面局部加压,使毛坯逐步成形的一种加工方法。 摆辗加工具有下述特点:(1) 摆辗时, 工件以局部变形代替常规锻造中的整体变形, 因此具有省力的优点。与常规锻造相比, 通常可以省力 85%90%。这样就可以用摆辗机来加工需要大吨位设备加工的工件。(2) 变形均匀, 工件质量高, 金属流线好, 尺寸精度高, 可用于少无切屑加工, 省料省能。(3) 生产率高, 便于实现半机械化、机械化操作。(4) 工作时无冲击、噪声小, 劳动条件好。(5) 投资省, 适用于中、小企业。,国外发展现状 国内发展现状 国内对半轴摆辗成形过程数值模拟的不同情况,摆动辗压是20世纪初首创于美国的一种新的金属塑性加工方法。在理论上全面分析研究摆辗成形技术则是在20世纪60年代后由波兰、英国等首先进行的。目前,已有美国、英国、波兰、前苏联、德国、捷克、匈牙利、日本、印度、瑞士、法国和中国等国家在从事摆辗成形技术的基础理论研究和工业实际应用研究。 将摆辗技术用于生产汽车半轴，我国属于技术首创，并自行研发了半轴摆辗机，而且有自己独特的结构。至今，其他国家还没有这种摆辗机。,图一提出的方案是下料后对坯料 进行拔长使坯料头部形状符合摆辗时的高径比条件，再加热放在摆辗机上对坯料头部进行摆辗成形。 图二方案则是下料后将坯料在油压机上压制出蒜头形状后再进行摆辗成形。 不一样的头部预镦粗形状会使得金属在摆辗时的金属流动性能大不相同，由于摆辗中存在严重的蘑菇效应和中心拉薄现象，所以摆辗头部的预镦粗形状非常重要。 图一 锻造工艺一 图二 锻造工艺二,基于DEFORM-3D对汽车半轴摆辗成形过程进行数值模拟分析在国内也有很多先例，但主要集中于半轴摆辗过程的模具受力以及失效分析，还有对摆辗过程的各种参数的探讨。关于摆辗过程在特定条件下以摆辗预锻毛坯形状作为自变量探讨对零件成形的影响，从而进行优化设计是我毕业设计的不同之处。用有限元法进行摆辗工艺的研究，与其他分析和实验方法相比，有限元分析法可以得到工件内部的应力应变及温度场等比较全面的信息，有助于对摆辗变形机理进行深入研究，预测工件缺陷，为实际生产提供较优工艺参数。,摆辗成形零件 工艺顺序 主要研究工艺 模拟成形过程 对成形过程和结果进行分析 提出优化方案,确定三种以上预镦粗坯料形状 确定摆辗工艺参数 DEFORM模拟方案确定 优化设计,研究目标 主要特色 工作进度,1. 韩大华，赵立.摆动辗压技术.江苏南京.南京起重机械厂.2000,4. 2. 左旭东，游国强.摆动辗压工艺及其应用.热加工工艺.2013，1. 3. 李和平，金曼曼.汽车摆辗的新工艺与传统工艺比较.金属铸锻焊技术.2008，11，045. 4. 伍太宾.国内外摆动辗压技术的研究和发展.精密成形工程.2009,11. 5. 胡亚明，姚万贵.我国摆动辗压技术现状及展望（二）.重庆理工大学.2011. 6. 付建华.汽车半轴一火锻造工艺及设备.锻压机械.2002. 7. 孙继旺，付建华.基于DEFORM-3D的后桥半轴摆辗新工艺分析.锻压技术.2009,06. 8. Xinghui Han,Lin Hua.Friction behaviors in cold rotary forging of 20CrMnTi alloy.Tribology International.2012. 9. G. Liu ,S.J. Yuan.Explanation of the mushroom effect in the rotary forging of a cylinder.Journal of Materials Processing Technology.2004.,
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