论文部分内容阅读
伴随着世界经济的繁荣，汽车行业步入高速发展的时期，平衡块作为汽车配件，其需求量也逐年递增。平衡块是车轮轮毂上的配重块，对保证汽车在高速行驶时的安全稳定起了重要作用。初期平衡块多为铅制，近年来顺应环保要求，企业纷纷改用钢材代替。平衡块的规格一般在5克至300克，其中乘用车平衡块为5克到50克的，可用冷塑性成形工艺进行加工；而商用车，如大型载重车等，平衡块的单件质量大于60克，若仍采用冷塑性成形工艺则难以满足实际需求。本论文采用温塑性成形工艺，以Q235钢为研究对象，以汽车轮毂平衡块为载体，采用物理试验和数值模拟相结合的方法,对Q235钢温塑性成形特性及变形过程中的模具磨损进行了系统地分析和研究。论文主要研究内容分为以下三部分。第一部分为Q235钢温塑性成形力学研究。借助Gleeble-3500热压缩模拟试验机，测试了在温度500℃～850℃、应变速率0.1s-1～10s-1条件下Q235钢的真实应力应变曲线；基于Arrhenius双曲正弦方程描述Q235钢力学本构关系，计算出Q235钢温变形激活能为274.4902kJ/mol；通过Matlab软件构建BP网络预测给定应变相对的应力值，最终在Deform材料库建立了Q235钢材料模型供数值模拟使用。第二部分为不同工艺参数下100克Q235钢制平衡块的温塑性成形模拟。针对坯料加工温度、凸模压下速度和摩擦系数三者不同的组合工艺参数，进行100克Q235钢制平衡块成形数值模拟，分析零件在各变形阶段的金属流动、温度场和应力应变场，并结合凸模载荷、零件尺寸要求和表面质量，确定最佳的平衡块温塑性成形工艺参数：坯料加热温度750℃、凸模压下速度10mm/s及使用优质润滑剂以减小摩擦系数。第三部分为凹模型腔的磨损失效分析。基于修正的Archard磨损计算模型，分别模拟计算、凸模压下速度、摩擦系数、凹模硬度三个工艺参数对凹模型腔磨损的影响，进行单工艺和多工艺分析，总结了磨损规律，预测模具型腔磨损最严重的部位，从而估算模具寿命。