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汽车起动机减速轴精密成形过程仿真及应用研究
| 论文题名： | 汽车起动机减速轴精密成形过程仿真及应用研究 |
| 关键词： | 渐开线内齿轮;冷挤压;有限元法;模具设计优化;减速轴;精密成形;汽车起动机 |
| 摘要： | 减速轴是汽车起动机的关键零件，在汽车启动时起传递转矩和动力的作用。其一端为盲孔内渐开线齿轮，另一端为带有螺旋花键的传动杆，加工过程非常复杂。传统的内齿轮加工工艺，要求有足够的空间进行退刀，零件中会留有退刀槽，不适合减速轴的加工。目前国际上先进的内齿轮加工工艺是挤压工艺，该工艺具有金属切削余量小，生产效率高，制品质量稳定，机械性能好的特点，能适应汽车工业大批量、高效优质、低成本生产的要求。将此挤压工艺引入到汽车起动机减速轴内齿轮的生产中，将是一个非常高效的方法，也是消除盲孔内退刀槽的首选方案。研究关于该工艺的现代设计方法，引入CAE理论，对金属成形过程进行模拟和仿真，能够有效降低产品的开发成本，缩短研制周期，提高产品的质量和可靠性。 本文在全面理解精密成形的相关知识和冷挤压加工工艺后，针对汽车起动机275减速轴，进行如下研究和分析： 1)对减速轴进行结构特征研究，据此进行模具结构设计与计算，并确定工艺流程，制定减速轴内齿轮净成形的高效精密成形技术及工艺方法； 2)利用刚(粘)塑性有限元法基本原理，建立减速轴有限元模型，并进行成形过程仿真，以装机试验来验证模型的正确性、模具结构的实用性及成形工艺设计的合理性； 3)对仿真结果进行分析，得到成形过程中金属的流动规律，应力、应变、金属流动速度的分布情况以及行程--载荷曲线，确定成形过程的稳定性；改变模具结构参数、齿轮结构参数及润滑条件并进行多次仿真，考察各种参数对金属流动和挤压力的影响，以此确立影响成形的主要参数； 4)采用正交试验方法，对影响减速轴成形的主要因素进行组合仿真，进一步优化模具结构和工艺步骤，并进行经济效益和社会效益评价，批量生产； 5)在模具结构优化的基础上，研究成形过程中模具的磨损情况，计算模具寿命；针对试模中出现的缺陷，分析其影响因素，寻求解决方案。 本文是江苏省苏北科技创新引导资金项目--汽车起动机减速轴精密锻件产业化开发(编号：BN2008016)。开展汽车零部件冷温锻件精密成形过程理论及应用研究，可大大提升企业精密锻件的设计和制造水平，克服设计和制造中的盲目性，优化产品成形工艺和模具结构。由于精密塑性成形较传统切削加工可降低制造成本30％，节约材料和能源20-35％。因此，在强调减少资源消耗、建设节约型社会的今天，具有非常重要的意义。 |
| 作者： | 张瑞妍 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 葛如海;刘德仿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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