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传动轴精拔前处理工艺优化及冷拔过程有限元分析
| 论文题名： | 传动轴精拔前处理工艺优化及冷拔过程有限元分析 |
| 关键词： | 传动轴;高精度冷拔技术;酸洗工艺;润滑工艺;数值模拟 |
| 摘要： | 传动轴广泛用作各种机械、汽车和家电行业的轴类零件，如皮带运输机托辊轴、家用电器电机轴、各种机械的轴类零件等，当其精度高达IT6至IT5时，通常采用的制造方法是车削——磨削加工，不但生产效率低，设备投资大，而且机加工过程会产生废料、废液，不便于绿色制造；而传统冷拔工艺生产传动轴的方法，不但尺寸精度低，而且尺寸稳定性也差，不能满足高精度传动轴的质量要求。高精度冷拔技术是对传统的冷拔工艺进行优化、改进并进行技术创新。本课题通过对冷拔前酸洗工艺和润滑工艺参数进行优化，以及对冷拔过程进行数值模拟仿真，研究分析冷拔模具的结构及尺寸匹配，从而实现精级冷拔要求，使得冷拔后的传动轴能够直接装配轴承使用。 本文主要从冷拔前预处理工艺和冷拔过程模拟仿真分析两个方面进行研究。首先，以传动轴常用材料45钢为对象，通过正交实验法，综合研究冷拔前的预处理工艺，有效提高了润滑效果，这是保证冷拔精度的前提。实验结果表明：45钢获得良好酸洗效果的较佳工艺参数组合为：硫酸浓度17％、酸洗温度50℃、酸洗时间5min；过酸洗会严重影响材料的伸长率、断面收缩率等塑性性能，在实际生产中一定要防止过酸洗的情况发生；45钢获得良好磷化效果的较佳工艺参数组合为磷化液PH值2.0、磷化温度75℃、磷化时间20min；通过扫描电子显微镜进行分析，结果显示：45钢表面的中温锌系磷化膜晶粒犹如花瓣一样向四周扩散且主要呈现棒状组织结构，皂化膜为一层疏松多孔的棉絮状组织结构，晶粒之间的堆积比较紧密。其次，对冷拔过程进行模拟仿真分析，利用 ANSYS Workbench软件分别对锥模和弧模下冷拔传动轴成型过程模拟仿真，分析结果表明：弧模在网格变形、残余应力、冷拔力和成型直径精度等方面要优于锥模，其理论数据可作为模具结构优化设计的参考。 |
| 作者： | 沈欣 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 欧阳八生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南华大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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