汽车曲轴成形过程模拟与工艺优化研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要模具设计和制造是塑性加工工艺中最关键的环节，其合理与否，直接决定着能否生产出满足要求的锻件。传统的模县设计与制造过程是以“试错”为基本方法的，需要经过设计、制造、试制到修改设计的多次反复，从而导致模具的制造周期长、成本高。汽车曲轴是汽车发动机的主要运动部件，工作情况极其复杂，它的性能优劣直接影响着发动机的可靠性和寿命。随着发动机结构的复杂化和强化指标的不断提高，曲轴在工作过程中，由于受到周期性变化的气压力、往复和旋转运动引起的惯性力以及弯矩、扭矩的共同作用，既产生弯曲又出现扭转，这就要求发动机曲轴具有高的疲劳强度和结构刚度。要达到这些条件，高强度的材料和

2、合理的锻造方法是最根本的保证。由于较复杂形状的曲轴类锻件锻造工艺复杂，其可行性、稳定性、成形质量(含充满成形、折叠、组织缺陷)、材料利用率以及如何降低载荷、提高模具使用寿命等，都是在制订曲轴成形工艺所必须重点考虑的。本文针对微车MF5曲轴成形过程的几个关键技术问题，利用刚(粘)塑性有限元数值模拟软件DEFORM3D对其成形过程进行数值模拟，全面分析了坯料直径、飞边槽结构、摩擦因子对成形质量的影响及该曲轴成形过程的金属流动及应力应变分布规律。通过数值模拟，预测了成形过程中可能出现的缺陷，达到了优化工艺参数、优化模具结构、消除成形缺陷的目的。通过实际生产，对工艺方案的正确性和有效性进行了检

3、验，对模具设计的合理性与科学性进行了检验。最后对模拟结果与实际生产情况进行对比分析，总结了课题研究的成功经验，为指导相关模具的设计打下了基础。关键词：Deform3D，刚粘塑性有限元，数值模拟，曲轴，毛边槽重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTDiedesignandmanufactureisthekeyofplasticityprocesstechnics，whichdirectlydecidethequalityofpart．Conventionaldiedesignandmanufactureisatrialanderrorcourse，SOitresultsinprolo

4、ngeddevelopingperiodandincreasedthecostbecauseitneedsthroughandthroughseveraltimesofdesign,manufacture,trial-manufactureandmodification．．Automobilebending-axisisthemostimportantmotionpart，it’Sworkingenvironmentisverycomplexity；,it’sperformancedirectlyinfluencesthereliabilityandlifeoftheengine．Wi

5、ththeimprovementofthestructuralcomplicationandstrengthindexoftheenginestructure，duringtheworkprocess，thebending-shaftproducebentandtorsionbecauseoftheactionofperiodicityvariationalairpressure，inertiapressureevocabledbytheto-and-froandwhirligigmotionandtorque，therefore，enginebending-shaftmustbepr

6、ovidedwiththepreferablefatigueintensityandthestructurerigiditythroughmakinguseofthematerialofhighintensityandthereasonableforgingtechnique．Thefeasibility,stability,qualityofforming(includingbrimmingforming,replicateandorganizedisfigurement)，materialutilizeefficiencyandhowtoreduceload，howtoimprov

7、emouldlife··spanoftheautomobilebending--axisisallemphasizedwhenweworkingoutformingtechniquesofbent-shaftbecauseofcomplicatedshapeandforgingtechnicsofbending—axis．Inthispaper,severalkeytechniquesofMP5bending—shaftissimulatedb