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文檔簡介
1、重卡曲軸作為重型卡車發(fā)動機的重要部件之一,在其發(fā)動機五大件(機體、曲軸、連桿、凸輪軸、缸蓋)中是最難保證質(zhì)量的零件。傳統(tǒng)工藝上,通常采用鑄造方法來生產(chǎn)曲軸,雖能得到比較理想的外觀,但不能獲得較為理想機械性能、金屬流線及微觀晶粒組織等,從而嚴(yán)重影響重卡曲軸機械性能及使用壽命。與傳統(tǒng)工藝相比,鍛造成形工藝能得到機械性能更好、金屬流線分布更合理、微觀組織晶粒更細(xì)的曲軸鍛件;對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且具有高筋、薄板等難成形結(jié)構(gòu)的重卡曲軸而言,通常需要進行
2、多工序成形;但因曲軸平衡塊分布位置不同、結(jié)構(gòu)差異大等原因,使得曲軸在鍛造成形過程中部分平衡塊頂端容易出現(xiàn)填充不滿型或鍛造塌角的情況。所以對重卡曲軸鍛模填充性能進行研究是非常有必要的。
本文將針對某重卡曲軸模鍛成形過程中,部分平衡塊填充不滿型及鍛后飛邊過大的情況開展研究,分析模具結(jié)構(gòu)對重卡曲軸鍛模填充性能的影響。結(jié)合實際生產(chǎn)現(xiàn)狀并采用鍛造成形模擬軟件Deform,對重卡曲軸模鍛成形過程進行有限元模擬仿真,分析飛邊槽結(jié)構(gòu)形式、
3、模膛拔模斜度、??趫A角半徑、預(yù)鍛件連桿軸頸敷料高度對重卡曲軸鍛模填充性能的影響。結(jié)合分析所得結(jié)論,對現(xiàn)役預(yù)鍛模具的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化改進;在此基礎(chǔ)之上,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法對模具結(jié)構(gòu)參數(shù)進行尋優(yōu)。首先通過數(shù)值模擬技術(shù)得到一組以上斜面斜度δ、楔形飛邊槽斜面斜度β、二次拔模斜度γ和連桿軸頸處連皮高度ζ作為輸入的輸入數(shù)據(jù),以重卡曲軸平衡塊所對應(yīng)模具型腔最小未充滿距離L作為最終優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù),然后運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性擬合能力建立起輸入與目標(biāo)函
4、數(shù)之間的非線性函數(shù)關(guān)系獲得相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果,并將網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果作為遺傳算法種群個體適應(yīng)度值,最后利用遺傳算法對結(jié)構(gòu)參數(shù)進行全局尋優(yōu)求解,獲得最優(yōu)結(jié)果及其相應(yīng)的條件。將優(yōu)化后的預(yù)鍛模具用于實際生產(chǎn),通過實際生產(chǎn)驗證發(fā)現(xiàn),重卡曲軸平衡塊頂端填充飽滿,材料利用率提高到81.4%。這種將有限元模擬輔助設(shè)計與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法想結(jié)合的方法,改變了以往設(shè)計過程中模具結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取完全依賴于經(jīng)驗的局面、提高了模具設(shè)計的準(zhǔn)確性、縮短了產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計周
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