十字軸零件冷徑向擠壓關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、針對十字軸傳統(tǒng)工藝存在的工序繁多、材料利用率不高等不足,依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了十字軸冷徑向擠壓成形工藝。研究分析了十字軸冷擠壓一步成形的可行性,并對擠壓件成形過程中金屬流動特點(diǎn)、模具載荷、應(yīng)力分布以及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面展開了研究。
　　本文應(yīng)用了三維建模軟件設(shè)計(jì)了十字軸三維模型以及建立了徑向擠壓塑性變形的CAE模型。研究分析了十字軸冷徑向擠壓的成形特點(diǎn)及其對模具結(jié)構(gòu)的要求。簡單介紹了擠壓件坯料的前處理方法,強(qiáng)調(diào)為了獲得較小的擠

2、壓金屬與模具型腔的摩擦系數(shù),必須對坯料進(jìn)行磷皂化處理。對比分析了單凸模和雙凸模擠壓的兩種工藝方案,指出了雙凸模擠壓成形的優(yōu)點(diǎn):十字軸軸肩成形質(zhì)量更好,且無擠壓死角。因此本文采用雙凸模擠壓方案。
　　利用DEFORM3D平臺模擬,以擠壓載荷、金屬流動特點(diǎn)、等效應(yīng)力分布以及溫升等方面作為研究對象,將整個(gè)擠壓成形過程分為三個(gè)階段:初始鐓粗階段、軸肩成形階段、擠壓終了階段。針對擠壓終了階段擠壓凸模載荷急劇增加的問題,本文依據(jù)十字軸零件的結(jié)

3、構(gòu)特點(diǎn)和使用特點(diǎn),將十字軸擠壓件軸肩型腔長度增加0.5mm,此工藝方法可以有效地降低擠壓后期的凸模載荷,而且對凹模也有一定的保護(hù)作用。
　　為了更深入了解十字軸塑性徑向流動對擠壓模具的影響,課題以摩擦系數(shù)、凹模圓角半徑、凸模結(jié)構(gòu)形狀等因素作為關(guān)鍵研究參數(shù),對十字軸成形情況進(jìn)行研究。通過研究獲得如下結(jié)論:隨著摩擦系數(shù)的增大,擠壓件塑性變形的不均勻性將會加劇,凸模載荷以及凹模脹模力也會增加。摩擦系數(shù)的增加會使模具應(yīng)力增大、模具溫度的升

4、高、模具磨損的加劇;凹模過渡半徑的增加會降低模具載荷,而且會提高擠壓件的表面質(zhì)量;比較不同凸模錐角對成形情況的影響,當(dāng)α=30°時(shí),擠壓過程中金屬的徑向流動速度較大,而且擠壓過程更加平穩(wěn),凸模的等效應(yīng)力也得到一定的降低。
　　最后,通過對凹模受力情況的分析,優(yōu)化凹模結(jié)構(gòu)模型,提出并分析了雙層組合凹模結(jié)構(gòu),借助正交實(shí)驗(yàn)以及ABAQUS數(shù)值分析軟件,獲得了一組凹模內(nèi)外圈半徑最佳組合,可以充分發(fā)揮凹模材料的力學(xué)性能,節(jié)約了內(nèi)圈凹模材料。