信息齿板精冲成形工艺优化及模具研发

摘要

信息齿板是测量轿车发动机曲轴上的发动机的转速，采集发动机的相位、油门位置等，为发动机正常工作时序提供基础信息的重要零件。其批量大，零件形状复杂，精度要求高，制造困难。前两年，这种齿形零件的精冲级进模需依靠国外进口。本课题研究信息齿板精冲成形的关键技术，并提出精冲该零件的最佳工艺参数，最后与企业联合开发精冲级进模具，实现信息齿板的精冲成形。　　本文首先从信息齿板结构特点入手，理清其成形难点，并运用Deform-3D模拟软件，分析外轮廓精冲过程中不同压入量下变形区的应力应变、静水压应力，同时建立了效率高的六分之一模拟模型，在此基础上，研究了变形区在不同压下量时的材料流动规律和外轮廓精冲过程中塌角形成原因。　　其次，确定以压边力、凹模圆角、凸凹模间隙以及V型压边圈齿距4个参数作为正交试验模拟的参数，进行精冲工艺参数优化。对模拟结果进行了极差分析，分析了这4个参数对断面光洁度影响规律，得到了精冲信息齿板的最佳工艺参数。　　最后，对齿形零件精冲级进模设计要点进行剖析，制定了合理的信息齿板精冲级进模工步方案。为解决精冲外轮廓时工件变形、推件和维修调节等问题，对精冲级进模结构进行了优化，设计出了完整的信息齿板精冲级进模具。进行了企业试模与试制，样件通过检测，达到了合格的要求。　　本文对信息齿板进行的精冲工艺参数优化和模具研发，解决了信息齿板的国产化问题，也为同类精冲零件工艺开发提供了参考。

目录

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 信息齿板介绍

1.3 相关技术研究现状

1.3.1 精冲技术研究现状

1.3.2 薄壁零件成形的研究现状

1.3.3 齿形零件塌角的研究现状

1.3.4 锥形沉孔方面的研究现状

1.3.5 有限元仿真在精冲领域运用现状

1.3.6 多工位级进模的研究现状

1.4 课题的研究目的、意义与研究内容

1.4.1 课题研究目的与意义

1.4.2 课题研究内容

1.5 本章小结

2 信息齿板精冲成形机理

2.1 信息齿板成形工艺性及成形难点分析

2.1.1 信息齿板整体分析

2.1.2 信息齿板材料的工艺性

2.1.3 信息齿板成形难点分析

2.1.4 信息齿板涉及的成形技术

2.1.5 齿形零件精冲成形特点

2.2 信息齿板精冲变形分析

2.2.1 信息齿板精冲成形模型建立

2.2.2 信息齿板精冲时变形区的应力分析

2.2.3 信息齿板精冲时变形区的应变分析

2.2.4 信息齿板精冲时静水压力分析

2.2.5 信息齿板精冲时材料流动分析

2.3 信息齿板精冲成形过程中的缺陷

2.3.1 塌角的形成与分析

2.3.2 齿顶塌角材料流动分析

2.4 精冲速度对精冲断面质量的影响

2.5 本章小结

3 信息齿板精冲工艺参数优化

3.1 精冲试验参数初步设计

3.1.1 精冲工艺的力能参数

3.1.2 精冲模具的间隙

3.1.3 齿形零件成形刃口圆角设计

3.1.4 V形齿圈参数设计

3.2 信息齿板精冲工艺参数试验方案的选择

3.3 信息齿板精冲试验参数优化设计

3.4 信息齿板精冲正交试验模拟结果分析

3.4.1 正交模拟结果

3.4.2 压边力对光洁长度的影响

3.4.3 凹模圆角半径对光洁长度的影响

3.4.4 凸凹模间隙对光洁长度的影响

3.4.5 V形压边圈齿距对光洁长度的影响

3.5 信息齿板精冲最佳工艺参数的确定

3.6 信息齿板最佳工艺参数的模拟验证

3.7 本章小结

4 信息齿板精冲级进模结构优化设计

4.1 齿形零件精冲设计要点

4.1.1 齿形零件精冲工艺设计要点

4.1.2 齿形零件精冲模具设计要求

4.2 工步设计

4.2.1 工步方案设计

4.2.2 工步相关计算

4.3 信息齿板精冲级进模结构优化

4.3.1 螺钉兼作定位销的设计

4.3.2 防已加工部位精冲变形的结构设计

4.3.3 推件结构设计

4.3.4 考虑方便装配、维修调节的凹模设计

4.3.5 条料浮动夹持结构

4.4 信息齿板精冲级进模设计

4.4.1 信息齿板成形力计算

4.4.2 压力中心计算

4.4.3 信息齿板级进模部分零部件设计依据

4.4.4 信息齿板级进模总装图

4.5 本章小结

5 企业试模和样件加工检测

5.1 精冲设备与模具试模

5.1.1 精冲设备与测量仪器简介

5.1.2 模具试模

5.2 信息齿板样件质量分析

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果