汽车轮毂轴承套圈冷挤压模具的稳健设计方法研究

摘要

冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中,在室温下,通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力,使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。与传统的加工方法相比,可以提高原材料利用率和生产率,降低能耗,提高零件的机械性能和使用寿命。
　　 冷挤压模具所受的压力大,挤压过程中的产生的热效应、摩擦力大,导致冷挤压模具过早的被损坏或报废,使模具的寿命很难得到保证。而模具的寿命成为制约冷挤压技术应用和发展的瓶颈,如何降低模具磨损成为冷挤压领域的研究热点。
　　 影响模具磨损的相关因素有很多,若要降低模具磨损,那么就需要对这些相关因素进行分析研究,并降低这些相关因素对模具寿命的影响,以得到最佳效果。
　　 冷挤压模具磨损试验成本较高,历时较长,在工艺的实现方面还有一定的困难,因此可以借助有限元方法进行模拟分析。但是由于而有限元分析方法需要消耗大量的时间,因此需要结合试验设计(DOE)合理设计试验,并通过稳健优化设计得到最佳设计结果。
　　 本文以汽车轮毂轴承的内圈为讨论对象,根据实际情况使用SolidWorks建立轮毂轴承内圈的冷挤压简化模型,然后将其导入有限元分析软件DEFORM,输入模拟参数,进行模拟分析,最后将数值模拟的结果进行田口方法和响应面法稳健设计,并进行了多元回归分析预测,寻找到影响冷挤压效果的关键因素,并对模具进行稳健优化设计。最后将试验优化结果进行有限元分析,验证了稳健优化结果是否可靠有效。