【摘 要】
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多楔轮由于其具有高耐温性、高耐油性、且在机械传动过程中输出稳定、传动噪声小并能吸收机械传动冲击及振动等特点,因而广泛应用于汽车发动机传动轮系中。但传统工艺生产的汽车多楔轮成形缺陷多、材料利用率低,已不能满足汽车多楔轮的高性能制备,而旋压成形属于近净成形技术,能显著提高材料利用率并保证零件成形质量与精度,因而本文针对某复杂结构汽车多楔轮提出了一种多道次旋压近净成形工艺方案。针对复杂结构汽车多楔轮零件
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多楔轮由于其具有高耐温性、高耐油性、且在机械传动过程中输出稳定、传动噪声小并能吸收机械传动冲击及振动等特点,因而广泛应用于汽车发动机传动轮系中。但传统工艺生产的汽车多楔轮成形缺陷多、材料利用率低,已不能满足汽车多楔轮的高性能制备,而旋压成形属于近净成形技术,能显著提高材料利用率并保证零件成形质量与精度,因而本文针对某复杂结构汽车多楔轮提出了一种多道次旋压近净成形工艺方案。针对复杂结构汽车多楔轮零件特征及成形难点进行了深入的分析,设计了多道次旋压成形方案并对旋轮进行参数化分析,且对有限元模型建立过程中的材料参数、网格划分、接触关系及边界等条件进行了定义,最终成功的制定了复杂结构多楔轮多道次旋压成形方案。基于Simufact有限元模拟软件对复杂结构汽车多楔轮多道次旋压成形过程进行了系统的研究,分析了在四道次旋压成形过程中预制坯外缘部位局部增厚现象、金属流动规律、应力应变状态及各道次成形载荷分布。通过研究发现在旋弯成形中外缘金属受到旋弯轮圆弧面和倾斜面共同作用产生明显的增厚现象,预制坯外缘整体增厚成形为圆弧状且局部厚度可达到4.85mm;旋平成形过程中,通过旋平轮作用成形两侧凸筋和预成形横向外凸筋且有效避免了各凸筋充填不饱满现象发生;预旋齿及终旋齿成形过程,通过旋轮相应型槽使零件两侧凸筋、横向外凸筋及齿形区域达到了具体尺寸要求。探究了不同工艺参数对复杂结构汽车多楔轮旋压成形质量的影响,研究发现在较小的摩擦系数及较小旋轮进给速度下有利于提高复杂结构汽车多楔轮横向外凸筋充填率、减小内向折叠纹深度、降低壁厚偏差率和降低旋压成形载荷。基于响应面法对复杂结构汽车多楔轮多道次旋压成形过程中工艺参数进行了优化,建立了响应面模型和可视化图形并分析了各设计变量对目标变量的影响规律,经过参数优化后的最优工艺参数方案为旋轮进给速度0.50mm/s、芯模转速100rpm、旋轮与坯料摩擦系数0.05。并通过有限元模拟和物理试验,验证了最优工艺参数方案的可行性。最终形成了复杂结构汽车多楔轮多道次旋压成形工艺开发与全流程优化技术。
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