針對某汽車離合器外齒轂冷擠壓成形中出現(xiàn)的成形載荷大、材料利用率低和內(nèi)花鍵圓角填充不飽滿的缺陷,采用中心復(fù)合試驗設(shè)計建立以入模半角、坯料壁厚、定徑帶長度和摩擦因子為優(yōu)化變量,以成形載荷、坯料體積和內(nèi)花鍵圓角間隙為優(yōu)化目標(biāo)的二階響應(yīng)面模型,并運用基于Pareto解的多目標(biāo)遺傳算法對模型迭代尋優(yōu),獲得一組最優(yōu)工藝參數(shù):入模半角為26°、坯料壁厚為6. 8 mm、定徑帶長度為10 mm及摩擦因子為0. 10。有限元模擬和工藝試驗驗證結(jié)果表明:采用最優(yōu)工藝參數(shù)能有效降低成形載荷并提高材料利用率,內(nèi)花鍵圓角填充效果也得到了明顯改善。試驗結(jié)果與模擬結(jié)果基本吻合,驗證了該優(yōu)化方法的正確性。

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1 離合器外齒轂零件圖

本文研究的離合器外齒轂如圖1所示，該零件屬于高徑比小、壁厚不均勻的臺階筒形件，臺階上端筒壁為5.1mm厚的等節(jié)距梯形內(nèi)花鍵，臺階下端為3.45mm厚的直壁圓筒，筒底中心孔有厚度為3.75mm、高度為3.2mm的下凸緣。該零件的冷擠壓成形工藝方案為:下料—熱鍛預(yù)制坯料—粗車....

圖4 外齒轂內(nèi)花鍵半齒受力分析圖

為了方便研究造成外齒轂內(nèi)花鍵圓角填充不飽滿的主要影響因素，取1/2齒進行受力分析，如圖4所示。在A點處以該點的圓周切向為X軸、垂直于切向的方向為Y軸建立直角坐標(biāo)系，凸模作用在A點會對坯料產(chǎn)生沿X軸正方向的切向推力Ft，同時在切向推力的作用下坯料向X軸正方向流動而受到模具的摩擦阻力....

圖5 內(nèi)花鍵冷擠壓有限元模型

由于零件結(jié)構(gòu)對稱，為了簡化有限元仿真的計算量，選取一個單齒為模擬對象。利用DEFORM-3D有限元軟件進行數(shù)值模擬，將坯料定義為塑性體，坯料材料為AISI-4120，網(wǎng)格數(shù)量40000個，網(wǎng)格類型為四面體，將模具定義為剛體，摩擦類型為剪切摩擦，模具與坯料間的摩擦因子為0.12，凸....

圖6 成形載荷的三維曲面圖(a)和等高線圖(b)

圖7所示為定徑帶長度為15mm、摩擦因子為0.12時，入模半角與坯料厚度變化下坯料體積的三維曲面圖和等高線圖。從圖7可知，對于變量入模半角，響應(yīng)目標(biāo)坯料體積隨著入模半解的增大而逐漸減小。這是因為在保證內(nèi)花鍵齒形最小有效長度29mm的條件下，隨著坯料厚度的增大，內(nèi)花鍵成形所需坯....

本文編號：4054821