多台阶短轴冷精锻近净成形工艺及关键技术研究

摘要

“近净成形技术”是指零件成形后，再进行少量机械加工或不再进行机械加工，就可用作机械零件使用的成形技术。近净成形技术提升了传统的成形工艺，使成形的机械构件具有外形尺寸精确、形位精度高和较好的表面光洁度等特点。冷精锻成形作为零件成形范畴内的一项重要技术手段，已大量应用于近净成形零件的制造中。车辆零件中轴类件具有重量小、台阶多等特点，很适合冷精密近净成形。本文鉴于车辆零部件制造技术的发展，以某型拖车多台阶短轴为研究对象，开展对该类短轴冷精锻近净成形技术的研究。
　　首先本文对冷精锻近净成形技术国内外的发展现状进行了研究；并对多台阶短轴采用冷精锻近净成形工艺成形进行了可行性分析，通过分析得到了该工艺中的技术难点和关键技术，初步设计出多台阶短轴冷精锻近净成形工艺；在完成可行性分析基础上，利用金属成形有限元模拟软件 Deform-3D对前两道关键工序——挤压成形和镦粗成形进行了模拟分析，得到了这两道工序的成形过程、应力分布、成形力变化趋势；对第三序整形和第四序精整工序，利用数值模拟与试验研究相结合的方法，完成了缩径过渡锥面整形和大批量生产下的高精度尺寸成形与保持等关键技术的研究，获得了可行的整形工艺参数和高精度尺寸成形与保持的关键技术。最后确定该多台阶短轴可分挤压、镦粗、整形和精整四道冷精锻近净成形工艺完成,并绘制了工艺过程中四道工序的工序图，设计了完整的多台阶短轴冷精锻生产工艺流程。
　　为验证前面的研究结果及工艺，本文最后设计了该轴的冷精锻实验工艺，制作了四道工序所需的模具,并选定压力设备进行了实验研究。所得到的冷精锻近净成形工艺实验结果验证了本文前面研究的结果，实验已制造成形出了形状良好、尺寸合格的多台阶短轴精密锻件。按研究的结果及工艺，除零件小端螺纹需少量加工外，其余全部无需机械加工，真正实现了零件近净成形。
　　综之，通过本文的研究，提供了完整的多台阶短轴近净成形工艺及关键技术，丰富了近净成形相关理论，其研究结果和工艺为实际零件的生产起到的指导作用。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 冷精锻成形工艺基本概况

1.3 冷精锻近净成形技术的发展

1.4 国内外近净成形技术的差距

1.5 轴类件冷精锻成形发展现状

1.6 本文研究内容及意义

1.7 本章小结

2 冷精锻近净成形理论基础及轴类件成形工艺分析

2.1 冷精锻近净成形理论机理

2.2 轴类件冷锻成形工艺

2.3 多台阶轴冷精锻工艺方案制订原则

2.4 多台阶短轴冷精锻成形工艺可行性分析

2.5 多台阶短轴冷精锻工艺方案制订

2.6 本章小结

3 多台阶短轴成形过程数值模拟

3.1 金属成形有限元模拟技术及DEFORM-3D软件介绍

3.2 多台阶短轴Deform成形模拟

3.3 本章小结

4 多台阶短轴成形关键技术研究

4.1 冷缩径锥面整形工艺研究

4.2 精整尺寸精度的成形与保持

4.3 本章小结

5 多台阶短轴冷精锻近净成形工艺实验

5.1 实验设备及工艺流程

5.2 模具设计与制造

5.3 实验结果

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢