基于光棒毛坯的全纤维曲轴精密成形与实验研究

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1、太原科技大学硕士学位论文中文摘要曲轴广泛运用在机车和船舶内燃机上，是内燃机的主要零件之一。随着我国国民经济的高速发展和国防现代化的需要，从数量、质量及性能上都对曲轴制造技术提出更高要求。然而，目前我国全纤维曲轴RR法弯曲镦锻生产中不但要采用台阶轴毛坯，而且成形技术落后，尤其造成曲轴锻件的材料利用率较低。这种情况不仅落后于国外同类制造水平，而且远不能满足国内对曲轴的要求。因此，开展全纤维曲轴锻造技术研究具有较为重要的实际意义。本文首先以12V240曲轴为对象，采用Deform-3D软件分析评价现用曲轴RR镦锻工艺存在曲轴拐颊上端外侧金属充不满，锻件加

2、工余量大，材料利用率低等问题，同时采用“预镦粗—错锻一终锻”的三步法原理，并对其进行模拟分析。对拐颊变形过程中金属的流动规律进行了分析，·分析其成形缺陷的原因。根据曲轴的水平镦粗和垂直错移为两个独立的变形模式，发现第一镦粗比和错锻角是控制拐颊成形主要工艺参数。利用预镦粗工步的增加，采用光棒毛坯，解决了台阶轴纤维被切断的问题，更好实现了纤维的完整性。在此基础上，优化了其毛坯及模腔形状，提出了基于光棒毛坯的全纤维曲轴精确成形工艺方案。与传统的曲轴喇锻相比，不仅成形易于控制，而且材料节约显著，以12V240曲轴为例，节约34％。论文研究进一步进行了缩比为

3、1：3的模拟试验原理及方案设计，该试验方案采用铅为实验材料，并在Gleeble．1500D热力模拟试验机上对铅进行了常温的压缩试验，得到铅的塑性本构关系模型。并采用有限元方法对该模拟试验模型进行模拟分析研究，确定了第一镦粗比和错锻角等工艺参数。分析了锻压过程中拐颊的成形和模具的受力情况。利用5MN双向液压机，采用铅式样毛坯，做了12V240曲轴基于光棒毛坯的全纤维精确成形试验，验证了工艺分析和有限元模拟的正确性。‘关键词：全纤维曲轴；三步法；光棒毛坯；精确成形太原科技大学硕士学位论文Studyontheupsettingtheoryandexper

4、imentofthefullfabriccrankshaftformedbybarerodblankGraduateName：ZhangXuezhongDirectedby：LiuJianshengABSTRACTCrankshaftiswidelyusedonthecombustionengineofengineandship，oneofmainpansofcombustionengine．Thehighrequirementsareneededforcrankshaftfromthepropertyofamountandquali够witllr

5、apidincreaseofnationaleconomicandneedsofnailonaldefencemodernizationconstruction．Otherwise，theRRmethodofbendingupsettingprocessforproducingfullfabriccrankshaftneedssteppedshaftblankandtheformingtechniquefallsbehindinourcountrynow,especiallythismethodcannotusethematerialofcrank

6、shaftforgepiecesfully．Thissituationdoesnotfallbehindthemanufacturingleveloftheforeignpeeronly，andthiscannotmeettherequirementsofdomesticcrankshaft．Sothatwedotheresearchontheforgetechniquetofullfabriccrankshafthastheactualmeanmg．Thispapertakes12V240crankshaftasstudysubject，anda

7、nalysestheproblemsthatoutermetaloftheuppercomerofcrankshaftCannotfillfully,theprocessredundancyofforgeisbigand太原科技大学硕士学位论文thematerialusageislowtothecrankshaftRRmethodofbendingupsettingtechniqueusingDeform-3D．Atthesametimeweadoptthethreestepsmethodofpre—upset--staggeredforging—

8、fmish—forging，andmakethesimulationanalysisformetalflowpricinp