曲轴全纤维弯曲镦锻数值模拟与试验研究

摘要

全纤维弯曲镦锻是生产整体式曲轴的重要工艺方法。现阶段广泛应用的曲轴全纤维弯曲镦锻工艺方法主要有RR、NRR、TR和NTR等。以上工艺方法的基本原理相同,即通过镦弯复合变形实现曲拐臂的成形;其本质差异为镦弯速度搭配不同,从而产生具有优劣差异的成形效果。本文基于6G32曲轴锻件的1:24比例模型,通过数值模拟和比例模型试验,对以上四种弯曲镦锻方法进行系统的比较分析,获得镦与弯速度搭配对曲拐臂的成形效果的影响规律,为合理制定镦锻工艺提供科学依据。论文的主要研究内容和成果如下:
　　1.为了系统地比较各种弯曲镦锻方法,分析镦与弯速度搭配对曲拐臂成形的影响规律,设计了基于6G32曲轴锻件1:24比例模型的12组镦弯速度搭配加工参数,其中RR法1组,NRR法3组,TR法1组,NTR法7组。
　　2.应用塑性有限元方法对所设计的加工参数进行了数值模拟,分析对比了各组加工参数的填充效果、成形过程、锻件内部平均应力和镦锻成形力,之后运用模型试验技术对成形效果和镦锻成形力的数值模拟结果进行试验验证。结果表明:弯曲运动开始前,镦粗行程进行得足够充分,弯曲运动开始后,镦粗速度较低且呈递减趋势而弯曲速度较高,这样的镦-镦弯行程,更有利于曲拐臂的成形。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 大型曲轴的整体锻造工艺介绍

1.3 曲轴全纤维弯曲镦锻的常见质量问题

1.4 我国大型全纤维曲轴的制造工艺现状及发展水平

1.5 课题的研究内容和意义

第二章 曲轴弯曲镦锻加工参数设计

2.1 6G32曲轴的比例模型及其与模具的位置关系

2.2 弯曲镦锻加工参数的制定

2.3 本章小结

第三章 曲轴弯曲镦锻成形数值模拟

3.1 DEFORM-3D软件简介

3.2 弯曲镦锻有限元模型

3.3 数值模拟结果与分析

3.4 本章小结

第四章 曲轴弯曲镦锻比例模型试验

4.1 大型曲轴全纤维镦锻成形模拟试验机介绍

4.2 试件的制作

4.3 编写加工程序

4.4 试验流程

4.5 试验结果及其与数值模拟结果的对比分析

4.6 本章小结

第五章 全文总结与工作展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢