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浮动凹模应用技术研究

郭坤龙

  浮动凹模闭塞锻造技术是近年来发展十分迅速的一种精密塑性成形技术。该技术的特点是先闭塞后锻造,即由上下凹模先闭合形成封闭的型腔,并在分模面上施加一定的合模力,而后由挤压凸模从一个方向或多个方向对已经放入封闭型腔的金属坯料进行挤压,获得无飞边的近净形精锻件。一些轿车精密零件(星形套、十字轴等)和枝芽类零件如采用切削加工或者传统的模锻工艺加工,不仅材料利用率低(平均不到40%),而且耗费工时多、生产成本极高。本文详细分析了枝芽类零件传统加工工艺的优缺点。基于有限元模拟软件DEFORM对该类零件的闭塞锻造工艺进行了数值模拟分析。尤其对于拨叉类件,本文首次把闭塞锻造技术应用于成形该类零件,并通过数值模拟验证了其可行性与优越性。与传统模锻工艺相比,闭塞锻造技术不仅节省了材料,提高了生产效率,改善了劳动条件,而且使锻件质量、精度、力学性能有了显著的改善,有很高的经济价值与实用价值。 关于挤压力的计算,现有的计算方法都只适用于正挤压或反挤压。本文鉴于尚没有浮动凹模闭塞挤压力的计算公式这一现实,通过详细的分析验证比对,建立了数学模型,推导出了浮动凹模闭塞挤压枝芽类锻件的挤压力计算公式。并通过DEFORM大量的模拟验证对该计算公式进一步进行修正,减小了误差。闭塞锻造需要先合模后挤压的多重动作来实现,可以在多动压力机上进行。但是多动压力机价格十分昂贵,这样在一定程度上影响了闭塞锻造技术的推广应用。若在单动压力机上实现闭塞锻造需通过专用的模架。本文通过详细论证与分析,对几种专用模架,如弹性元件合模模架、液压合模模架以及氮气弹簧模架进行了比较。在此基础上设计并制造出了一套动作可靠的液压力合模闭塞锻造专用模架。并结合典型的枝芽类轴件十字轴进行了工艺试验研究。……   
[关键词]:浮动凹模;闭塞锻造;枝芽类零件;数值模拟;专用模架;试验
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河南科技大学2010年