異形齒盤轂熱冷復(fù)合成形工藝數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間，是汽車動(dòng)力輸出的開關(guān)。整個(gè)離合器由多個(gè)零部件配合組成，很多零件都可以采用精密成形工藝進(jìn)行加工。異形齒盤轂是輕型卡車和皮卡車離合器中一種常用零件，外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外部齒形法蘭尺寸精度要求高，工作時(shí)傳遞大扭矩要求它具備出色的機(jī)械使用性能。此前，異形齒盤轂的齒形采用線切割加工成形，該工藝生產(chǎn)效率很低，生產(chǎn)成本高，不利于產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。因此，本文以某型帶有異形齒法蘭的離合器盤轂作為研究對(duì)象，以溫/熱-冷復(fù)合成形工藝為

2、設(shè)計(jì)思路首次提出盤轂熱鍛成形+冷精整成形的生產(chǎn)工藝，并結(jié)合有限元分析和工藝試驗(yàn)，對(duì)異形齒盤轂熱冷復(fù)合成形工藝的進(jìn)行分析，論文主要研究內(nèi)容如下：
　?、俑鶕?jù)異形齒盤轂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定異形齒法蘭是該產(chǎn)品成形的難點(diǎn)。通過對(duì)比此前異形齒盤轂幾種不同生產(chǎn)工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，首次提出盤轂熱冷復(fù)合成形工藝，并設(shè)計(jì)了熱鍛成形過程和冷精整成形過程的鍛件圖。
　　②針對(duì)異形齒盤轂熱鍛成形工藝，借助正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和DEFORM-3D軟件，對(duì)影響盤轂熱鍛成形

3、的五個(gè)因素(坯料始鍛溫度、連皮厚度、下盲孔高度、凸模運(yùn)動(dòng)速度和潤滑系數(shù))進(jìn)行模擬分析。以成形載荷、鍛件損傷和模具磨損為評(píng)價(jià)指標(biāo)，獲得了五個(gè)因素對(duì)盤轂預(yù)鍛成形質(zhì)量的影響程度以及各因素對(duì)三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響顯著性，分析并確定了最佳工藝參數(shù)組合，并詳細(xì)分析了最優(yōu)工藝參數(shù)組合下熱鍛成形的速度場、應(yīng)力應(yīng)變場、成形載荷和充填情況等。
　?、鄹鶕?jù)此前進(jìn)行的冷精整工藝試驗(yàn)建立有限元分析模型，確定了影響精整效果的因素主要包括精整凹模入模角、精整余量、

4、擠壓速度和潤滑系數(shù)，結(jié)合響應(yīng)面法和數(shù)值模擬進(jìn)行對(duì)這些工藝參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化，并根據(jù)得到的參數(shù)組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　?、芨鶕?jù)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行工藝試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明冷精整成形后盤轂表面質(zhì)量得到了顯著改善，無需額外的機(jī)械加工修正尺寸精度和形狀精度即可滿足要求，證明了盤轂熱冷復(fù)合成形工藝是正確可行的。
　　新工藝成功解決了盤轂齒形精整后無需機(jī)械加工的難題，大大縮短了單個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，最大程度上降低了生產(chǎn)成本。目前新工藝制造的盤