曲轴模锻工艺数值模拟研究

《曲轴模锻工艺数值模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要在汽车锻件中，曲轴是最重要的锻件之一。随着汽车产量的逐年递增，曲轴类锻件的年生产量也在逐年上升。但在曲轴生产中还存在很多问题待解决。尤其是在计算机辅助设计(CAD)和数值模拟这两个领域，目前我国与国夕}先迸水平尚有较大差距。本文对曲轴模锻的特点及其生产现状做了简要介绍，选择平面四拐小曲轴作为典型件，详细介绍了本文作者在曲轴模锻工艺CAD与数值模拟两个领域的工作。本文在三维造型软件Unigraphics(uG)的CAD平台下进行曲轴的模锻工艺与模具设计中相关问题的CAD参数化实体三维造型。根据刚塑性有限元法基本原理，利用有限元数值模拟仿真软件DEFORM．3D，对曲轴锻件热成形

2、工艺过程进行模拟。由模拟结果，提出了影响曲轴成形的各工艺参数，分析研究了一些主要影响因素对锻造成形过程的影响规律，及金属流动规律等，优化并获得了能够锻出合格锻件的工艺及模具参数。其结果对曲轴锻件的生产试验具有指导作用。关键词曲轴；模锻；CAD；刚塑性有限元法；数值模拟篓当．查翌三兰堡主兰垒笙苎．Abstractnlecrankshaftisoneofthemostimportantforgepiecesofautomobile．Theproductionofcrankshaftforgepieceincreasesyearafteryearalongwithincreaseina

3、utomobileoutput．Therearemanyproblemsinthiskindofforgepiece．Tosolvetheseproblems，itisseriouslyneededinthisfieldtoapplyCADandnumericalsimulationintotheproduction．InChina,manycompaniesfollowbehindthecompaniesindevelopedcountriesinthisfield．Thepaperbrieflyintroducedcharactersandmanufacturingstatu

4、sofcrankshaftdieforging，choosingfourcylindersleevecrankshaftwithplanesurfaceasthetypicalforgepiece，particularlyintroducedtheauthor’sideasonCADandnnmericalsireuiation．BytheuseoftheCADsysteminUG，thethree—dimensionalmodelofcrankshaftanddieCallbesetupparametrically．Accordingtherigid-plasticfinite

5、elementmethod．usingthefiniteelementnumericalsimulationsoft——DEFORM，3D，simulatetheformingprocessesofcrankshaftforgepiece，bringforewordinfluencecrankshaftshape’Sprocessesparameters，analysisandstudysomemostlyinfluencefactorofforgingpartshapingrule，optimizeandgainpossibilityforgeuptogradeforgingp

6、art’Sprocessesanddieparameters．Theresultplaysguidancetotheproductionofcrankshaftforgepiece，Keywordscrankshaft；dieforging；CAD；rigid—plasticfiniteelementmethod；numericalsimulationII第1章绪论1．1选题的背景曲轴是内燃机中承受冲击载荷传递动力的关键零件，也是在内燃机5大件(机体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴)中最难以保证加工质量的零件。由于曲轴工况条件恶劣，既承受交变应力作高速运转，又传递大扭矩。一旦损坏，就可

7、能造成重大事故，因此对曲轴的材质、毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格。其中任何一个环节的质量对曲轴的寿命和整机的可靠性都具有很大的影响。因此世界各国对曲轴的加工都十分重视，不断地改进曲轴加工工艺，最大可能地提高曲轴寿命”J。自90年代以来，我国的汽车工业发展迅速。汽车工业的先进锻造技术带动了全国模锻行业的发展，随着汽车产量的逐年增加，汽车锻件的产量也逐年上升。在汽车锻件中，曲轴和前轴是晟大的，也是最重要的锻件，需要建立专业化模锻生产线来生产【