方形凸轮片的镦挤工艺研究开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

汽车工业在发达国家工业化进程中发挥了重要作用,并以其产业关联度高、市场需求大、带动作用强、规模效益明显等特点,已经成为我国国民经济的支柱产业。近年来,我国汽车工业更是以前所未有的速度迅猛发展,汽车工业连续保持了高速增长的势头。随着中国汽车化进程的快速发展,汽车的石油消费势必增加。面对有限的石油资源,面对国家能源战略遇到的威胁和挑战,节能、环保、缓解能源危机、改善人类生存环境、遏止大气状况继续恶化,已经成为汽车工业可持续发展面临的首要问题和21世纪汽车工业的主要发展方向。汽车节能和排放与发动机密切相关。

发动机是汽车的心脏,随着人们对发动机环保要求的提高,对发动机零部件的设计和制造提出了更高的要求。作为发动机的主要传动件之一的凸轮轴在排放和轻量化方面的作用引起人们广泛关注。因而对发动机部件尤其是凸轮轴的设计必须慎重考虑,要求其质量轻、结构紧凑且能承受更高接触压力,有更好的耐磨损、耐胶着、耐点蚀的能力,而传统的凸轮轴的设计和加工很难满足这些要求。装配式凸轮轴在保证高强度和可靠性的前提下,具有结构紧凑、质量轻、材料组合优化等特点,可达到发动机轻量化、低成本、高效率以及节能环保的目的,发展前景十分广阔。

传统式凸轮轴大多是由铸造或锻造生产,个别的也有用碳钢切削加工制造。铸造式凸轮轴主要有冷硬铸铁,淬火铸铁等。为了减轻重量,有些凸轮轴

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

根据凸轮的几何结构特点,以实心圆棒料为初始坯料的锻造成形中,无法直接用温精锻锻出通孔。[8]因此,本次凸轮精密锻造设计,不考虑内孔的尺寸精度,先锻出合理的内孔连皮,通孔则在后续加工中完成。[6][9]本文采用凸轮温锻精密成型技术对镦挤过程进行模拟,首先分析锻件设计出毛坯和终锻型腔并计算出毛坯体积,然后用三维软件pro/e进行建模,以.stl文件导入有限元软件deform中。[14][15]选用三种不同的毛坯体积分别利用deform软件对凸轮的温锻成形进行模拟,并根据模拟结果(金属的速度场,应力应变场,温度场分布情况及载荷-行程曲线)定性的对金属的流动规律和充填规律进行研究,对成形工艺方案做出较优选择。然后对各工步的载荷力进行分析,合理分布各工步的相对位置。之后分析坯料高径比、坯料温度、变形速度对模拟结果的影响,并作出最优选择。并在此基础上对模具磨损进行预测,并分析摩擦因子和模具温度对模具磨损的影响,选择最优的方案。

2.2研究目标

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3. 研究计划与安排

第1~4周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。掌握熟悉deform3d数值模拟软件的模拟步骤。明确研究内容,了解研究的目的意义。确定技术方案,并完成开题报告。

第5~6周:创建模拟模型,按照方案a、b、c进行模拟,分析模拟结果并选择较优方案。

第7~9周:研究最终零件尺寸精度的影响因素及优化。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]钟兆鹏.凸轮精锻塑性成形工艺及数值模拟分析[d].吉林大学材料科学与工程学院材料加工工程,2012.

[2]任发才.汽车零件锻造成形机理数值模拟与工艺模具开发研究[d].山东:山东大学材料加工工程,2006.

[3]杨蹈宇,尹贤军.汽车节能和排放环保的现状与发展趋势[j].企业技术开发,2005(24),23-26.

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