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圆锥保持架成形仿真分析及模具设计

林彩梅

  车辆变速器内的圆锥滚子轴承是组成汽车的重要零件之一,直接影响汽车的车速、安全、行车时有没噪音等情况,轴承内的保持架的精度及质量会影响滚子的滚动情况和轴承间隙,直接影响轴承的性能。而模具作为生产保持架的直接设备,设计合理模具结构显得尤其重要。针对圆锥保持架传统加工方法精度不高、效率低的弊端,以金属板料冲压成形理论为基础,对板料拉深成形进行仿真分析,设计出圆锥保持架拉深、侧向窗孔成形、压坡等模具,有效地保证了圆锥保持架生产的高质量、高效率和低成本。 论文首先分析了拉深过程中工艺参数、模具结构参数、板料形状和模具间隙等因素对板料拉深成形性能的影响,对拉深过程中拉深件易出现的障碍(拉裂、起皱)进行详细分析,并提出减少或控制障碍的有效措施,提高拉深成形极限。 其次,采用板料成形仿真模拟技术,建立了圆锥保持架材料模型、力学模型,论述网格的划分、边界条件的选取与分析过程,对圆锥保持架冲压成形过程进行了详细分析。 第三,在分析圆锥保持架的结构特点的基础上,设计出全新的保持架拉深模具,通过冲压模具成形模拟软件DYNAFORM来分析板料变形过程和缺陷产生的情况,找出冲压件缺陷产生的原因,然后通过优化模具结构或工艺参数来减少或避免这些缺陷的产生,提高了拉深成形性能和效率。 在新设计的保持架拉深模具中,根据保持架侧向窗孔工作性能要求,设计出能同时由内向外冲裁圆锥保持架多个窗孔的模具,提高成形效率,降低模具成本,同时减少孔梁弯曲、等分差等缺陷,达到冲孔的精度要求。 同时,针对保持架外径和外滚道表面间的间隙过小时,保持架窗孔与滚子之间存在径向游隙窜动,可能会出现保持架外径与外滚道表面接触,将导致轴承失效情况,对保持架参数(压坡深度、压坡角)进行优化,根据优化结果设计出一次能完成全部窗孔挤压(压坡)工作的模具,高效率、高质量地完成挤压工作,同时又能校正冲窗孔时所产生的孔梁弯曲、等分差等缺陷。 研究结果表明,上述措施,很好地解决了保持架生产质量问题,提高了保持架成形效率和精度。……   
[关键词]:保持架;冲压成形;数值仿真;模具设计
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:广东工业大学2012年