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《长春工业大学》 2017年
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基于数值模拟的半轴套管复合镦挤模工艺设计和优化

杨兵  
【摘要】:随着人们生活水平的提高,对汽车结构安全可靠性的要求也是越来越高。半轴套管作为汽车结构中重要的零部件,其质量的好坏则直接对汽车的整体可靠性带来影响,因而半轴套管对汽车的安全性具有重要意义。半轴套管的成形工艺对工件质量有着重要影响,而在半轴套管的各种成形工艺中,热塑性成形工艺在能够得到合理尺寸与形状的同时,还可使金属材料的微观组织结构发生改变,进而改善零件的机械性能。因此,以半轴套管晶粒尺寸细化为目的的热挤压工艺参数优化,成为了提高其质量的重要方法。本文在对国内外研究现状分析的基础上,选取了较为合理的成形工艺方法。同时运用Solidworks软件建立了半轴套管坯料和成形模具的三维几何模型,并基于Deform-3D软件中的Microstructure后处理模块,对半轴套管成形过程中晶粒尺寸的变化进行了模拟分析。研究了变形量、坯料初始温度及挤压速度对工件晶粒尺寸的影响,结果显示,随着变形量以及挤压速度的增大,晶粒尺寸随之减小,而坯料初始温度的升高则会使晶粒尺寸变的粗大。同时研究了半轴套管终锻凹模结构的不同,对晶粒尺寸变化的影响,结果发现圆弧形工作带结构更能使晶粒得到细化。半轴套管的热挤压塑性成形过程是一个复杂多变的过程,变形中受到多种因素的影响。其中坯料初始温度、挤压速度、模具初始温度和摩擦系数是较为主要的四个因素,针对这些影响因素运用有限元数值模拟与正交试验设计相结合,对半轴套管成形过程进行了优化分析,并得到了四个因素对成形质量影响的主次顺序:坯料初始温度挤压速度模具初始温度摩擦系数,以及最优的参数组合。通过本文的研究丰富了热塑性成形工艺的内容,得到了各影响因素对半轴套管成形质量的影响规律,可为同类型零件的实际生产提供理论依据。
【学位授予单位】:长春工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG306

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