楔横轧轧制汽车变速器第二轴研究

变速器是汽车的一个重要部件，改善变速器的生产加工技术，降低成本，具有重要意义研究用楔横轧技术加工变速器第二轴，与传统的金属切削加工技术相比，由于轴的台阶部位没有切削断点，金属流线保持连续，使零件的机械性能明显改善；同时，楔横轧技术利用挤压延展原理加工轴类零件，材料的利用率明显可以提高，且对于台阶轴零件，台阶相差越大，节材率越高另外楔横轧技术便于工厂实现自动化生产，有利于降低成本，提高劳动生产率笔者利用楔横轧技术制造了一条生产线，实测材料利用率可达９０％以上，材料的拉压性能明显改善；劳动生产率达三人单班月产量５００００根轴，比用车床加工生产率提高２５倍     

楔横轧系列化轴类零件

楔横轧系列化轴类零件由北京科技大学研究，与顺义钢顺联营楔横轧厂共同开发的楔横轧技术，几年来解决了超大直径、超长度、窄凹档台阶、密集台阶、大断面收缩率、堆积轧制等一系列技术关键，发展了楔横轧模具的计算机辅助设计及加工制造技术，形成了多品种批量生产能力。...     

偏心轴类零件楔横轧轧制力分析

利用有限元手段对偏心轴类零件楔横轧轧制成形中的轧制区轧制力进行了系统全面地研究,在此基础上分析了偏心轴类零件楔横轧非轧制区接触力的产生原因及其对偏心轴类零件楔横轧轧制成形带来的影响.研究结果对认清偏心轴类零件楔横轧轧制成形机理、旋转条件、偏心极限都具有十分重要的意义.     

楔横轧反楔堆轧改善空心零件过渡轴肩的壁厚减薄

楔横轧随形轧制空心零件在过渡轴肩位置会产生壁厚减薄,降低零件的力学强度,改善轴肩的壁厚状况是必须解决的问题。本文基于有限元模拟方法,揭示空心零件成形时壁厚减薄的产生原因,提出采用楔横轧反楔堆轧改善轴肩壁厚的成形方法,分析反楔堆轧增加轴肩壁厚的主要影响因素,从而获得轴肩壁厚增厚的成形方法和最佳条件,实现了楔横轧随形轧制空心零件轴肩位置的显著增厚。通过轧制试验,验证了有限元模拟分析模型的可靠性。     

汽车变速器输入轴塑性成形工艺

输入轴是汽车变速器中重要零件,针对其特殊结构提出一火加热和轧锻结合的塑性复合加工工艺,即采用圆柱坯料只进行一次加热,依次采用楔横轧和锻造工艺加工塑性成形输入轴。本文分别设计楔横轧和锻造模具,并进行相关实验。在锻造工艺中轴部圆角采用挤压方案成形,避免其出现折叠缺陷。阶梯轴作为两步工艺的中间产品,其在复合工艺过程中起到承上启下的作用,分别对阶梯轴锥角和轴长进行实验与分析,确定参数的最佳选取范围,并最终通过复合工艺加工成形输入轴。输入轴齿形填充饱满,各部分无缺陷。     

H630型楔横轧机的研制

楔横轧是一种轴类零件成型新工艺。用它可以生产五金工具,汽车、拖拉机、电机及自行车等轴类零件毛坯。与锻造等工艺比,优点为:效率提高4倍以上,金属节约30％左右,产品成本下降30％左右等。因而国内外都竞相发展这种新工艺。我们研制的H630型轧机是实现楔横轧新工艺的专用设备,它主要供五金工具制坯用,还可推广于其它小直径的产品轧制。是我国最早定型批量生产的楔横轧机。     

楔横轧拖拉机齿轮轴毛坯新工艺

1983年底,北京钢铁学院与浙江永康城关镇五金厂、永康拖拉机厂决定共同研究“工农—12”型手抉拖拉机齿轮轴毛坯的楔横轧新工艺。由于该齿轮轴毛坯是多台阶的阶梯轴,形状比较复杂,并具有三个小间距内直角台阶,在楔横轧工艺方面具在一定难度。因此,该齿轮毛坯楔横轧工艺的研究成功,在拖拉机制造行业具有推广价值。 对于生产该齿轮轴毛坯来说,楔横轧工艺与原始模锻工艺相比,生产效率提高4～7倍,节省钢材21％左右,毛坯成本降低29％左右,使后步工序工时减少20％左右;同时还具有低噪声(低于70分贝),大大降低工人劳动强度等优点。 在该工艺的研究过程中,首先对H630楔横轧机进行了改进设计,使其最大加工工件直径从30mm提高到55mm,以适应齿轮轴毛坯的最大外径;其次,在工艺试验中解决     

二辊式楔横轧成形工艺研究

随着工业的飞速发展以及对不同尺寸、形状零件成型的需要,对各种加工技术提出了更高的要求,锻造行业的高噪音、高振动、高消耗等越来越不能满足生产的要求。因此楔横轧这种新工艺引起了普遍重视。如果楔横轧模具设计合理,楔横轧能得到比锻造更优越的锻件。然而如果模具设计得不合理,则会事得其反,轧件会产生各种缺陷。     

楔横轧等内径空心轴的热力耦合数值模拟

应用三维刚塑性有限元DEFORM-3D软件对等内径空心轴类零件的楔横轧成形进行了热力耦合数值模拟,分析了轧制过程中轧件内部的应力、应变场及温度场分布规律,揭示了轧件变形过程中横截面椭圆化和轧件外表面轴肩部分产生隆起以及内表面在靠近台阶处产生凹陷的原因,阐述了轧件在轧制过程中温度的变化及变化的原因.模拟结果表明,用楔横轧工艺轧制等内径空心轴是完全可行的.     

楔横轧汽车轴类零件毛坯

北京钢铁学院与第二汽车制造厂在我国首先开展楔横轧生产汽车轴类零件毛坯的研究。为此选择了东风5t车上的变速箱中间轴、转向蜗杆轴,转向直接杆、转向球销及同步器锁销这5个有代表性的零件,作为研究对象。在北京钢铁学院实验轧机试轧成功的基础上,分别在二汽厂的锻造分厂及标准件分厂建立了直径为1000mm、630mm、350mm3条楔横轧生产线,现均已投入工业生产,并收到显著的技术经济效果。     

楔横轧的旋转条件与展宽角

楔横轧是近些年发展起来的一项金属成型新工艺。用它生产某些轴类零件毛坯具有生产效率高、产品精度高、无冲击、少噪音及工人劳动条件好等优点,因而在国内外得到很快的发展。 本文在实验与生产的基础上,对楔横轧的一个重要条件——轧件能否旋传进行了运动力学分析,导出了计算旋转条件的理论公式,並由此转换成轧棍孔型设计最重要参数之一——展寛角β的计算公式。运用导出的理论公式对许多轧辊孔型进行计算与校核,证明它是正确的。     

偏心轴类零件楔横轧轧制区轧制力差的影响因素

两轧辊在轧制区的轧制力不对称性是偏心轴类零件两辊楔横轧轧制成形的一个显著特征. 利用有限元法计算了偏心轴类零件楔横轧成形中轧制区轧制力差,并对其影响因素进行了较为系统全面的分析,阐明了影响因素对轧制力差的影响机理,最后还综合分析了各影响因素对轧制力差的影响程度.     

楔横轧梯形螺纹轴成形机理

通过分析螺纹轴齿形成形过程,并结合金属流动特点,获得楔横轧梯形螺纹轴的成形机理.考虑到轧制过程轧件螺旋升角瞬时变化特点和成形段齿形截面变化等因素设计了楔横轧模具,采用有限元分析软件Deform-3D对楔横轧梯形螺纹轴齿形成形过程进行模拟,得到精度较高的梯形螺纹轴轧件.利用有限元点跟踪功能,对轧件多个点进行跟踪,详细分析了轧件螺纹不同位置各点的径向、轴向位移变化情况,从中获得螺纹段各处金属流动规律.采用软件模拟参数进行了相应的楔横轧实验,得到的梯形螺纹轴实验轧件与有限元模拟结果相同.模拟和实验结果表明,模具螺旋升角采用轧件瞬时半径对应螺旋升角时,能够轧制出形状精确的螺纹轴.     

基于特征建模技术的楔横轧模具CAD系统研究

为了满足先进制造系统的要求进行了楔横轧模具特征建模的研究，阐述了关于特征建模的设计思想。针对楔横轧零件的特点，在SolidWorks2000平台上二次开发了基于特征建模技术的模块化，参数化的模具CAD系统。     

小断面收缩率轴类零件楔横轧成形的可行性分析

利用ANSYS/LS-DYNA软件,对楔横轧小断面收缩率轴类零件的成形过程进行了有限元数值模拟,通过与常规断面收缩率轧件对比,分析了小断面收缩率轧件的表面和心部质量情况.结果表明:相同工艺参数条件下,小断面收缩率轧件横截面的椭圆度大于常规断面收缩率轧件;由于小断面收缩率轧件中心点处的平均应力和最大主应力均较大,因而更容易发生心部缺陷.提出了改善轧件表面和心部质量的措施.经轧制实验验证,楔横轧成形小断面收缩率轴类零件是可行的.     

闭开联合楔横轧光轴轧件工艺参数对力能参数的影响

在阐明闭式轧制轴向凸起与稳定轧制条件基础上,采用DEFORM-3D有限元软件建立楔横轧轧制具有轴端坯料成形光轴的有限元模型,分析轴端长度、台阶倾角、台阶长度、断面收缩率等轧件工艺参数对力能参数的影响规律,并进行1:1轧制实验。研究结果表明:在轧制过程中,最大力能参数随着轴端长度与台阶倾角的增大而减小,随着台阶长度的增大先增大后减小,随着断面收缩率的增大而增大;其中断面收缩率对轧制力和轧制力矩影响最大,其次为轴端长度、台阶倾角,且轴端长度的影响大于台阶倾角的影响,台阶长度的影响最小;模拟轧制力矩与实测结果吻合较好,验证了有限元模拟结果的可靠性。研究结果可为闭开联合楔横轧工艺的轧机设计、合理确定闭式轧制轧件工艺参数和提高产品质量提供参考。     

轴类零件加工工艺过程分析

轴类零件是比较常用极其重要的零件之一,好的加工工艺是决定轴类零件表面精度、粗糙度,能缩短生产时间从而降低成本,带来巨大经济效益,本论文从加工路线,刀具选择,切削量等的选用等概要说明了轴类工件的加工工艺。     

两辊楔横轧等内径空心轴产生椭圆原因的数值模拟研究

针对两辊楔横轧等内径空心轴轧件易产生椭圆的问题,采用有限元数值模拟方法,研究了两辊楔横轧等内径空心轴的轧制成形过程及应力应变情况.结果表明成形过程中轧件的径向压缩和轴向流动不匹配,造成金属切向流动显著、圆周长大,这是椭圆形成的主要原因.     

三辊楔横轧辗压力的研究

通过实验验证了三辊楔横轧中轧件轴平行部对轧辊变形楔平直部分碾压力的存在,它是楔横轧时轧制力的重要组成部分。给出了辗压力作用面积公式和多元回归得到的辗压变形影响系数的经验公式。     

楔横轧椭圆轴直角台阶轧齐曲线

根据楔横轧工艺的特点,推导了椭圆轴在轧齐过程中螺旋斜锥体大端半径随轧件转角变化的旋转公式.通过对轧齐过程的分析,获得了各阶段的体积公式,并依据体积平衡原理得到了椭圆轴直角台阶轧齐曲线.最后采用刚塑性有限元软件Deform-3D对椭圆轴的轧齐过程进行了模拟,取得了良好的结果,同时验证了曲线方程的正确性.