扇形齒輪軸熱鍛成形的數(shù)值模擬研究.pdf

1、汽車零部件作為汽車工業(yè)的基礎(chǔ)，是支撐汽車工業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵。在高檔商用汽車領(lǐng)域，我國(guó)的制造技術(shù)水平與國(guó)外相比差距很大，其根本原因在于我國(guó)尚不掌握關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)，嚴(yán)重制約了我國(guó)高檔商用汽車工業(yè)的發(fā)展。汽車扇形齒輪軸主要應(yīng)用于高檔商用汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要零部件，屬于汽車的核心安全零部件。研究扇形齒輪軸的精密熱鍛成形技術(shù)以及熱鍛模具磨損規(guī)律，對(duì)于提高汽車零件生產(chǎn)率，提高零件精度和模具壽命，降低生產(chǎn)成本等具有重要的意

2、義。
　　 本文研究了扇形齒輪軸熱鍛成形過程數(shù)值模擬有限元的建模方法，解決了扇形齒輪軸熱鍛工藝分析、模具三維設(shè)計(jì)、有限元建模技術(shù)等，建立了扇形齒輪軸熱鍛成形過程數(shù)值模模型。提出了不同的初始坯料設(shè)計(jì)方案，通過等溫成形數(shù)值模擬，確定了坯料的合理尺寸。采用中62.5mm×370mm坯料，建立了扇形齒輪軸熱鍛成形過程的熱力耦合有限元模型，模擬獲得了扇形齒輪軸熱鍛成形過程中的成形載荷、應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)，以及模具的溫度場(chǎng)分布規(guī)律。
　　

3、 模具失效形式歸納起來大致有三種，即磨損、斷裂、塑性變形。熱鍛模具同時(shí)承受著熱負(fù)荷和機(jī)械載荷，熱負(fù)荷導(dǎo)致模具材料表面硬度降低，承受載荷能力下降；對(duì)于已經(jīng)磨損的模具工作表面，機(jī)械載荷導(dǎo)致其磨損進(jìn)一步加劇。二者共同作用在模具上，導(dǎo)致鍛模磨損加劇，模具更容易失效。由于熱鍛模的工況惡劣，直接影響到模具的使用壽命。
　　 研究分析了熱鍛模具失效和磨損的不同形式，采用考慮溫度變化的修正的Archard磨損模型，對(duì)Deform3d軟件進(jìn)行了