收藏本站
《山东大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

齿轮轴热锻组织与流动形态模拟及模具磨损分析

冯超  
【摘要】:齿轮轴是机械传动中不可或缺的部件之一,具有传动效率高、结构紧凑和使用寿命长等一系列优点。传统的齿轮轴的切削加工生产方式已逐步被精密锻造成形工艺取代,并取得了良好的效果。根据齿轮轴的工况要求,在锻造生产中提高齿轮轴锻件的力学性能与尺寸精度是改进产品质量的重要手段。 锻造过程中,在保证齿轮轴锻件成形性的前提下,研究内部组织形态的变化,并改进工艺方案以获得更加均匀细小且分布合理的微观组织,是提高锻件性能的有效措施。同时,减小锻造过程中模具磨损,也是提高锻件精度,节约模具成本的重要方法。本文应用三维有限元数值模拟技术研究齿轮轴的精锻成形,获得了变形过程中的流动规律,温度变化,应力应变等参数,并且通过结合不同的模型计算,得到了齿轮轴锻件内部微观组织与成形模具磨损的分布,并提出工艺改进方法。 对单工步及多工步成形方案进行模拟,基于Yada动态再结晶理论公式,分析坯料初始温度、压下速度及摩擦系数等因素对热锻过程中的锻件内部再结晶的影响规律,比较了不同成形方案的内部组织演化过程。使用Deform软件中Flownet功能,模拟不同工艺条件锻造流线分布。为改善成形中材料流动均匀性,提出局部控温工艺,并分析了控温后的材料流动形态。基于改进后的Archard模型磨损公式,对Defrom软件二次开发,分析不同工艺下齿轮轴热锻模具的影响,同时模拟了采用浮动模结构的工艺过程,得出浮动模移动速度对模具磨损的影响规律。综合比较,齿轮轴热锻多工步成形在改善组织分布、流线形态及模具磨损方面比单工步成形取得了更理想的效果。 根据数值分析结果,进行齿轮轴热锻成形实验,选取内部材料分析金相组织,并制作锻造流线样本,对比模拟结果,验证了数值模拟结果的可靠性。在数值模拟和实验研究的基础上,对实用化工艺提出指导建议。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH133.2;TG316

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 余志鹏;提高齿轮轴热锻成形充填性的工艺措施研究[D];山东大学;2012年
2 付志强;B1500HS硼钢板再结晶过程数值模拟及实验研究[D];山东大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林治平;陶泽球;袁汝春;;直齿圆柱齿轮精锻工艺的实验研究[J];锻压技术;1991年06期
2 陈泽中,林治平,连书勤;直齿圆柱齿轮冲挤精锻变形分析[J];锻压技术;1999年05期
3 林治平,谭险峰,闫洪,江雄心,林农,吴前进;直齿圆柱齿轮精锻的生产性实验[J];锻压技术;1999年03期
4 张峥嵘,肖红生,尹平,徐纲;温、冷精锻综合成形关键技术及其发展趋势[J];锻压装备与制造技术;2004年05期
5 王向东;张宝红;张治民;;直齿圆柱齿轮精锻技术的发展现状与趋势[J];锻压装备与制造技术;2006年02期
6 林陈彪;;工程机械齿轮轴加工工艺分析与优化[J];机电技术;2008年04期
7 刘庆斌;孙胜;刘伟强;栾贻国;;直齿轮成形数值模拟及实验研究[J];金属成形工艺;1995年01期
8 王忠雷;赵国群;;精密锻造技术的研究现状及发展趋势[J];精密成形工程;2009年01期
9 何燕,张立文,牛静,裴继斌;元胞自动机方法对动态再结晶过程的模拟[J];材料热处理学报;2005年04期
10 赵军华;莫江涛;成国发;王耀祖;;直齿锥齿轮精锻技术现状和发展[J];金属加工(热加工);2008年17期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王明辉;直齿圆柱齿轮精密塑性成形工艺及关键设备研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 曾志朋;DEFORM软件的二次开发与大型锻件锻造工艺优化[D];机械科学研究院;2002年
2 邹菲菲;09CuPTiRE钢动态再结晶的有限元数值模拟[D];山东大学;2007年
3 郭涛;基于预成形设计的锻造过程微观组织优化与实验研究[D];山东大学;2008年
4 刘超;基于DEFORM-3D的7050铝合金大锻件成形工艺与晶粒尺寸演化研究[D];中南大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何燕;;热加工参数对金属变形组织影响的模拟研究[J];鞍山师范学院学报;2009年06期
2 刘新田;晶粒生长过程的蒙特卡罗模拟方法[J];安阳工学院学报;2005年01期
3 苏大雄;牛长胜;陈超;朱岩;;改进型特厚正火低温容器钢板SA516 Gr.70的开发[J];宝钢技术;2010年04期
4 熊道礼,毛卫民;含磷高强IF钢中FeTiP相的脱溶及硬化现象[J];北京科技大学学报;2000年04期
5 王宝顺;林奔;张麦仓;董建新;;Hastelloy G3管材热挤压模具磨损有限元分析[J];北京科技大学学报;2010年09期
6 麻永林,宗云,邢淑清,赵莉萍,李慧琴,王宝峰,谢麒麟;X60微合金化钢CSP变形工艺的热模拟实验研究[J];包头钢铁学院学报;2004年03期
7 吕琳,许洪斌,杨长辉;微车半轴花键冷挤压实验模具设计[J];重庆工学院学报;2002年05期
8 吴旭敏,余小华;材料不平衡凝聚非线性行为的研究及数值模拟[J];材料导报;2003年03期
9 陈健美,周卓夫,唐建国,张新明;一种考虑晶界能各向异性模拟晶粒长大的Monte Carlo方法[J];材料导报;2003年08期
10 曲迎东;李荣德;袁晓光;向青春;李晨曦;;凝固过程微观组织模拟研究进展[J];材料导报;2005年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡宾宾;潘复生;张静;;铝合金铸锭凝固及热变形微观组织的预测与模拟现状[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
2 陈学文;李烈军;庄汉洲;许传芬;毛新平;钟志永;;Ti微合金化高强耐候钢的成分设计研究[A];2007年度泛珠三角十一省(区)炼钢连铸年会论文专辑[C];2007年
3 徐效谦;;高强度螺栓用非热处理和非调质钢[A];全国金属制品信息网第22届年会论文集[C];2010年
4 徐效谦;;钢丝的热处理[A];2011金属制品行业技术信息交流会论文集[C];2011年
5 李斌;王恩刚;张红伟;赫冀成;;Al-Cu合金凝固微观组织的数值模拟[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
6 杨才福;;高强度建筑钢筋的最新技术进展[A];2009全国建筑钢筋生产、设计与应用技术交流研讨会会议文集[C];2009年
7 潘涛;杨才福;;低成本V-N微合金化高强度钢筋的研究与生产[A];2009全国建筑钢筋生产、设计与应用技术交流研讨会会议文集[C];2009年
8 邱春林;姜梦春;刘津伟;;热轧管线X65裂纹的成因[A];2006中国金属学会青年学术年会论文集[C];2006年
9 张吉胜;吴刚;;本钢汽车大梁板系列产品开发与应用研究[A];2006中国金属学会青年学术年会论文集[C];2006年
10 程四华;周玉丽;邸全康;王勇;王立峰;;基于超快冷工艺的高强精轧螺纹钢中碳氮化物析出[A];线棒材工艺技术、装备与应用学术研讨会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈明昕;新型有机物切削刀具材料的低温二次硬化机理研究及渗碳体超细化的析出控制[D];昆明理工大学;2009年
2 赵英利;1500MPa级直接淬火马氏体钢的组织控制与强化机理研究[D];昆明理工大学;2010年
3 郭廷彪;ECAP制备超细晶铜的组织演变、织构特征及力学性能研究[D];兰州理工大学;2010年
4 袁训锋;强制对流影响凝固微观组织的相场法研究[D];兰州理工大学;2011年
5 王丽君;桥梁钢热压缩变形动态再结晶行为的双尺度模拟[D];山东大学;2011年
6 刘建元;烧结过程中微观结构演变行为的Monte Carlo模拟[D];中南大学;2011年
7 康煜华;3104铝合金热轧过程有限元分析及应用[D];中南大学;2011年
8 陈延清;X80高钢级管线钢埋弧焊丝的研究[D];天津大学;2010年
9 杨泽青;基于复杂系统理论的高速数控加工装备动静态特性监控技术研究[D];河北工业大学;2010年
10 缪宏;基于冷挤压的高强度钢内螺纹抗疲劳加工工艺研究[D];南京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴琳;锻态TB6钛合金热变形行为研究及加工工艺参数优化[D];南昌航空大学;2010年
2 邱伟;TB6钛合金的热变形组织演变规律研究[D];南昌航空大学;2010年
3 党淼;TA11本构关系及叶片微观组织模拟研究[D];沈阳理工大学;2010年
4 牛延龙;Cr对低碳高铌X80管线钢再结晶和相变的影响[D];昆明理工大学;2009年
5 焦兰;微Ti管线钢焊接热影响区组织性能研究[D];昆明理工大学;2010年
6 张国强;重载渗碳齿轮钢的疲劳性能研究[D];昆明理工大学;2009年
7 杨娜;440MPa级高强度深冲钢(IF)的研制[D];昆明理工大学;2009年
8 吴秀月;微合金元素在热连轧过程中的溶解析出数值模拟研究[D];昆明理工大学;2009年
9 王宝亮;添加ZrC颗粒及稀土元素钇、镧对高强度低合金钢组织和性能的影响[D];沈阳大学;2011年
10 张琳琳;铸造奥氏体不锈钢长时热老化后的组织和性能研究[D];西安工业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭娟;陈立勇;赵宪明;吴迪;;CA法模拟不同形核方式对再结晶的影响[J];东北大学学报(自然科学版);2008年07期
2 应富强,张更超,潘孝勇;金属塑性成形中的三维有限元模拟技术探讨[J];锻压技术;2004年02期
3 林新波,李荣先,柳百成,熊守美,张质良;利用有限元仿真技术优化模具结构[J];锻压技术;2005年02期
4 郭宝锋,金淼,任运来,唐井林,贾薇;专用闭模挤压液压机的研究与开发[J];锻压机械;2000年02期
5 张峥嵘,肖红生,尹平,徐纲;温、冷精锻综合成形关键技术及其发展趋势[J];锻压装备与制造技术;2004年05期
6 胡国安;夏巨谌;李大才;曹树治;;8000kN闭式冷精锻设备及模具的研制与应用[J];锻压装备与制造技术;2006年06期
7 苏凯;余际星;徐建兵;;新型汽车用高强度钢的应用现状与发展趋势[J];钢铁钒钛;2006年04期
8 邓克;直伞齿轮精锻技术的应用及发展[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2005年02期
9 林陈彪;;工程机械齿轮轴加工工艺分析与优化[J];机电技术;2008年04期
10 谷诤巍;孟佳;李欣;徐虹;于思彬;沈永波;;超高强钢热成形奥氏体化加热参数的优化[J];吉林大学学报(工学版);2011年S2期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 熊爱明;钛合金锻造过程变形—传热—微观组织演化的耦合模拟[D];西北工业大学;2003年
2 张继祥;基于Monte Carlo方法的材料退火过程模拟模型及计算机仿真关键技术研究[D];山东大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 相楠;B1500HS硼钢板淬后性能及高温流动行为研究[D];山东大学;2011年
2 曾志朋;DEFORM软件的二次开发与大型锻件锻造工艺优化[D];机械科学研究院;2002年
3 徐荣珍;反挤压凹模内压力的有限元模拟及组合凹模优化[D];合肥工业大学;2003年
4 郭涛;基于预成形设计的锻造过程微观组织优化与实验研究[D];山东大学;2008年
5 刘超;基于DEFORM-3D的7050铝合金大锻件成形工艺与晶粒尺寸演化研究[D];中南大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘红;王西涛;陈冷;;含铌微合金钢的再结晶组织演化模拟[J];北京科技大学学报;2008年12期
2 窦晓峰,鹿守理,赵辉;Q235钢动态再结晶模型的建立[J];北京科技大学学报;1998年05期
3 胡亚民,郑光泽,车路长;精密体积成形技术的现状及其发展[J];重庆工学院学报;2001年02期
4 李海滨;王亮;尚凡华;段志信;;基于Lagrange乘子法神经网络求解弹塑性力学有限元问题[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年03期
5 李强,李殿中,钱百年;Al-7%Si凝固过程组织演变的元胞自动机方法模拟[J];材料工程;2004年07期
6 李俊,李润方;热锻件晶粒变化的预测[J];材料科学与工艺;1999年02期
7 宋晓艳,刘国权;基于计算机模拟的正常晶粒长大的三维特征和二维截面表征[J];材料研究学报;1998年03期
8 张林,张彩碚,王元明,刘相华,王国栋;低碳钢奥氏体转变为铁素体的元胞自动机模型[J];材料研究学报;2002年02期
9 张林,张彩碚,王元明,王国栋;变形、冷却条件下低碳钢铁素体相变的元胞自动机模型[J];东北大学学报;2002年09期
10 赵 军,李志新,曹宏强,朱万政;塑性范成直齿轮组织分析[J];燕山大学学报;2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 熊爱明;钛合金锻造过程变形—传热—微观组织演化的耦合模拟[D];西北工业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 冯冲前;浮动凹模镦挤直齿圆柱齿轮成形原理及工艺研究[D];燕山大学;2001年
2 周朝辉;大型厚壁筒体成形工艺及有限元模拟[D];重庆大学;2002年
3 赵美荣;环件辗轧工艺有限元模拟与优化[D];太原理工大学;2005年
4 李茂;DEFORM和Marc平台下棒线材热连轧过程的数值模拟[D];大连理工大学;2006年
5 井媛媛;直齿圆柱齿轮镦挤胀挤复合成形的物理模拟和数值模拟[D];吉林大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 商洪清;;数控冲床模具的使用和保养[J];金属加工(冷加工);2008年02期
2 司志海;主減速器齿轮轴载荷谱的间接测定及疲劳强度计算法的探讨[J];工程机械;1980年01期
3 刘玉,吴玉程,郑玉春;微型汽车主动圆锥齿轮轴断裂分析[J];机械;1998年06期
4 刘洋;;自重平衡装置的使用[J];设备管理与维修;2006年06期
5 丘洪昌,胡其伊;汽车变速器齿轮轴中频淬后不回火试验[J];兵器材料科学与工程;1991年01期
6 陈春岭;机电设备齿轮轴与轴承座孔的修正[J];科技情报开发与经济;2004年01期
7 高中庸;靳龙;谭振威;;行星轮系小齿轮轴的装配式结构与制造[J];装备制造技术;2008年02期
8 林陈彪;;工程机械齿轮轴加工工艺分析与优化[J];机电技术;2008年04期
9 罗成元;;齿轮修理在煤矿机械设备中的应用[J];机械管理开发;2008年06期
10 ;HOMMEL formscan 在齿轮轴检测中的应用[J];现代制造;2009年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 葛如海;张瑞妍;;内齿轮冷挤压参数优化设计及模具磨损分析[A];江苏省汽车工程学会第九届学术年会论文集[C];2010年
2 傅志强;潘宏伟;陈广志;王建;孟凯;侯书健;;40CrNiMo钢齿轮轴断裂原因分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
3 韩荣东;吴立新;龚桂仙;张友登;;变速箱齿轮轴断裂分析[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
4 朱建军;;钻井泵齿轮轴断齿分析[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑(物理测试部分)[C];2002年
5 孙爱军;马力;;某型发动机中间齿轮轴断裂故障分析[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
6 蔡红;员丽京;;齿轮轴应力裂纹分析[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑(物理测试部分)[C];2002年
7 高中庸;李伯胜;谭振威;;一种小模数少齿数齿轮轴的设计与加工[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
8 朱衍勇;董毅;司红;;空气压缩机齿轮轴转子断裂原因分析[A];第二届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2001年
9 郭文华;林子洋;;齿轮轴热处理裂纹产生原因分析[A];2009年全国失效分析学术会议论文集[C];2009年
10 张力;王金星;梁红;杨晓明;唐昌发;;齿轮轴失效分析[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵素清 李爱军 李芙蓉;收取模具磨损费怎样记账[N];中国税务报;2006年
2 北京 赵宝山;救治绝症鼠标有良方[N];中国电脑教育报;2001年
3 黄友礼;亦真亦幻玩车模[N];中国商报;2003年
4 刘 琼;名牌车模比拼豪华[N];中国商报;2005年
5 薛伟堂;中信重机大型锻件研发取得四项突破[N];中国冶金报;2006年
6 本报记者 侯国政;要当就当“金牌技工”[N];辽宁日报;2008年
7 谢良福;限量版车模不负众望[N];中国商报;2004年
8 小庆 惠铭 志奎;天工1300吨精锻工程竣工投产[N];镇江日报;2010年
9 吴如波;“技海”深处大显身手[N];中国安全生产报;2010年
10 本报记者 张凤林;新购汽车质量问题不容忽视[N];山西日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 郭丽华;锯齿型错列翅片冷却器的传热、阻力及工艺特性的研究[D];上海交通大学;2007年
2 应富强;渐开线齿轮轴楔横轧成形机理、模拟分析及实验研究[D];上海大学;2007年
3 郑重;基于数值模拟的模具设计与等离子熔积过程研究[D];华中科技大学;2011年
4 孙宪萍;挤压成形弹—塑性接触磨损微观机理及磨损控制[D];江苏大学;2008年
5 陈飞;热锻非连续变形过程微观组织演变的元胞自动机模拟[D];上海交通大学;2012年
6 汤洁;齿轮双面啮合多维测量理论及技术研究[D];北京工业大学;2009年
7 张立杰;新型复合式仿生轮—腿机构运动学及动力学研究[D];国防科学技术大学;2008年
8 陈浩;空心铝合金型材挤压过程数值模拟及模具优化方法研究[D];山东大学;2012年
9 潘成刚;多金属热锻模热应力缓解机理及方法研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯超;齿轮轴热锻组织与流动形态模拟及模具磨损分析[D];山东大学;2011年
2 陈科伟;基于磨损的热锻模具优化设计和寿命预测[D];重庆大学;2012年
3 周蕾;高强度钢板冲切模具磨损特性及冲切试样断面特征研究[D];上海交通大学;2012年
4 朱小兵;轻卡汽车转向节锻造成形工艺的研究[D];合肥工业大学;2009年
5 任伟伟;模具磨损对楔横轧中心疏松的影响[D];机械科学研究总院;2009年
6 陈霞;齿轮轴冷挤压模具的设计与研究[D];西安理工大学;2004年
7 叶健;粉末冶金热锻连杆的有限元分析[D];山东大学;2009年
8 魏新鹏;Mn18Cr18N钢热锻中损伤的理论与试验研究[D];太原科技大学;2010年
9 李倩;大模数高厚度直齿轮精密成形工艺数值模拟及试验研究[D];机械科学研究总院;2011年
10 蒋瓯杰;汽车轮毂轴承套圈冷挤压模具的稳健设计方法研究[D];浙江工业大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026