轴瓦零件的精密冷成形工艺设计与研究

摘要

航空液压泵轴瓦是航空泵中的重要零件，在高速旋转过程中，极易发生胶合失效，为保证轴瓦具有较高的使用寿命，对其成形质量要求较高，轴瓦成形的工艺设计是影响其应用和发展的主要技术难题。轴瓦精密冷成形是在常温下对轴瓦进行辗扩成形和冷挤压精整的一种先进、高效、高质量的塑性成形工艺。目前对轴瓦冷辗成形研究较少，导致在技术和综合经济效益方面更具优势的冷辗技术发展缓慢，严重制约了该工艺在轴瓦行业的应用和发展。
　　通过理论分析，借助有限元分析这个平台，进行了相关成形试验，对轴瓦冷辗和冷挤压精整复合工艺给予深入研究。建立了轴瓦冷辗成形的工艺设计方法，揭示了成形过程中轴瓦的运动规律、金属流动和塑性变形规律，为轴瓦冷辗成形工艺的应用和发展提供了理论依据。
　　运用力学分析，给出了轴瓦冷辗咬入孔型和塑性变形锻透条件，结合数值分析，总结出轴瓦冷辗稳定成形所需条件；导出了各成形辊尺寸、芯辊进给速度、导向辊速度的计算公式，揭示了芯辊进给速度、驱动辊转速、导向辊速度控制对轴瓦冷辗成形金属塑性成形、几何精度、端面平整度、变形均匀性的作用规律；试验得到了轴瓦毛坯辗扩极限变形量，给出了辗扩毛坯尺寸设计；确定了冷挤精整工艺方案，给出了轴瓦冷挤精整时模具的整体结构设计，凸、凹模尺寸设计等，研究了精整时轴瓦表面成形特点。
　　基于上述研究，本课题解决了轴瓦冷辗毛坯设计、各成形辊尺寸设计，以及芯辊进给速度、驱动辊的转速、以及导向辊的速度控制和成形时间等重要工艺参数问题。解决了企业生产遇到的难题，为企业带来了一定的经济效益，也为将来轴瓦冷辗成形工艺的发展提供了一定的依据。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题的研究目的和意义

1.2 轴瓦精密冷成形工艺简介

1.3 辗扩技术研究现状

1.4 冷挤压技术研究现状

1.5 轴瓦辗扩成形的难点

1.6 本文的主要研究内容

第2章 轴瓦成形工艺方案制定

2.1 轴瓦的结构特点及工作环境状况分析

2.2 轴瓦材料简介

2.3 轴瓦成形工艺方案分析

2.4 轴瓦精密冷成形工艺

2.5 本章小结

第3章 轴瓦冷辗扩稳定成形相关工艺参数计算

3.1 轴瓦冷辗扩稳定成形条件

3.2 轴瓦冷辗扩工艺参数计算

3.3 本章小结

第4章 轴瓦冷辗扩成形有限元模型的建立

4.1 ABAQUS有限元软件介绍

4.2 轴瓦冷辗扩过程模拟流程图

4.3 轴瓦冷辗扩过程建模

4.4 本章小结

第5章 模拟结果分析及轴瓦冷辗试验

5.1 进给速度对轴瓦辗扩结果的影响

5.2 应力、应变分布及其演变规律

5.3 轴瓦金属流动和轴向宽展

5.4 辗扩力及力矩分布规律

5.5 冷辗扩实验验证

5.6 本章小结

第6章 冷挤压精整工艺

6.1 精整工艺的必要性分析

6.2 冷挤压前处理

6.3 冷挤压模具设计

6.4 本章小结

第7章 冷挤精整数值模拟及其实验验证

7.1 Qform2D/3D分析软件介绍

7.2 冷挤压模型的建立及参数设置

7.3 冷挤压模拟结果与分析

7.4 冷挤压实验验证

7.5 本章小结

第8章 结论与展望

8.1 结论

8.2 展望

参考文献

致谢

附录A：硕士学位期间发表论文

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