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花键冷敲机传动系统设计与分析 被引量:4
1
作者 牛婷 李永堂 +1 位作者 刘志奇 付建华 《太原科技大学学报》 2015年第3期175-179,共5页
冷敲机是一种高速、重载、精密冲击成形设备,其传动系统的设计与性能直接关系到齿形轴类零件成形质量和精度。本文通过分析花键冷敲成形工艺原理,设计了花键冷敲机三大传动链,实现了滚打轮的旋转与工件的间歇分度运动、滚打轮的径向进... 冷敲机是一种高速、重载、精密冲击成形设备,其传动系统的设计与性能直接关系到齿形轴类零件成形质量和精度。本文通过分析花键冷敲成形工艺原理,设计了花键冷敲机三大传动链,实现了滚打轮的旋转与工件的间歇分度运动、滚打轮的径向进给运动、工件的轴向进给运动之间的相互协调与精确同步;提出了冷敲机主要传动系统的设计计算方法。 展开更多
关键词 花键冷敲成形 花键冷敲 传动系统
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花键冷敲机执行机构运动参数分析与运动学仿真 被引量:11
2
作者 牛婷 李永堂 +1 位作者 刘志奇 付建华 《机械设计》 CSCD 北大核心 2014年第4期41-45,共5页
针对LQ200型花键冷敲成形设备,从塑性成形原理角度出发得到了花键冷敲成形设备执行机构的运动参数,并确定了运动学方程,采用Pro/E及Adams软件建立了花键冷敲机执行机构的运动模型,进行运动学仿真。仿真结果表明:打击力发生的时间处于工... 针对LQ200型花键冷敲成形设备,从塑性成形原理角度出发得到了花键冷敲成形设备执行机构的运动参数,并确定了运动学方程,采用Pro/E及Adams软件建立了花键冷敲机执行机构的运动模型,进行运动学仿真。仿真结果表明:打击力发生的时间处于工件转速为零时,工件旋转时与滚打轮不接触;模拟得到的运动曲线图与理论结果分析相符。验证了该工艺的可行性,理论分析的正确性,这对于花键类零件冷敲成形技术的推广应用、设备的研发具有重要意义。 展开更多
关键词 花键冷敲机执行机构 运动参数 运动学仿真 运动模型
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花键冷敲精密成形过程数值模拟与分析 被引量:2
3
作者 贾燕龙 付建华 +2 位作者 刘志奇 李永堂 宋建丽 《锻压装备与制造技术》 2014年第5期97-100,共4页
本文基于ABAQUS软件,采用动态显式有限元法建立了花键冷敲精密成形过程的有限元模型,通过三维数值模拟,研究并揭示了花键冷敲成形过程中滚打力随时间的变化规律和应变分布与演变规律。结果表明:花键冷敲初始阶段滚打力较大,之后平稳上升... 本文基于ABAQUS软件,采用动态显式有限元法建立了花键冷敲精密成形过程的有限元模型,通过三维数值模拟,研究并揭示了花键冷敲成形过程中滚打力随时间的变化规律和应变分布与演变规律。结果表明:花键冷敲初始阶段滚打力较大,之后平稳上升,并呈现断续周期性变化。分析了冷敲过程结束后,由于齿形部分等效应变分布不均匀,导致花键齿顶出现弓形和齿槽表面出现皱纹等缺陷,提出了改进措施。 展开更多
关键词 冷敲成形 花键 数值模拟 应变分布 滚打力
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滚打速度对花键冷敲精密成形过程的影响规律 被引量:3
4
作者 贾燕龙 刘志奇 +2 位作者 宋建丽 李永堂 付建华 《太原科技大学学报》 2015年第4期264-267,共4页
针对花键冷敲成形工艺的特点,以ABAQUS软件为平台,采用动态显式有限元法对花键冷敲精密成形过程进行了三维数值模拟,研究并揭示了花键冷敲成形过程中滚打速度对滚打力、应变和金属轴向流动的影响规律,研究发现随着滚打轮旋转速度的增大... 针对花键冷敲成形工艺的特点,以ABAQUS软件为平台,采用动态显式有限元法对花键冷敲精密成形过程进行了三维数值模拟,研究并揭示了花键冷敲成形过程中滚打速度对滚打力、应变和金属轴向流动的影响规律,研究发现随着滚打轮旋转速度的增大,滚打力和等效应变逐渐增大;花键轴端面凸起系数增大,金属轴向流向增加,"塌陷"现象越来越严重。 展开更多
关键词 花键 冷敲成形 数值模拟 滚打速度
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大模数花键冷敲机机架模态分析 被引量:2
5
作者 巨丽 李永堂 +2 位作者 雷步芳 刘志奇 苏金波 《太原科技大学学报》 2015年第3期170-175,共6页
机架是冷敲机设备的重要组成部件,其动态特性的优良直接影响到花键成形精度、机架使用寿命和设备工作性能。本文基于ANSYS软件平台,对自主研发的LQ-200数控冷敲机机架的前6阶振动特性参数和振动最大位移量进行了计算和分析,通过优化设... 机架是冷敲机设备的重要组成部件,其动态特性的优良直接影响到花键成形精度、机架使用寿命和设备工作性能。本文基于ANSYS软件平台,对自主研发的LQ-200数控冷敲机机架的前6阶振动特性参数和振动最大位移量进行了计算和分析,通过优化设计筋板尺寸改进了机架结构,改进后机架的模态参数变化不大,但振动最大位移量较改进前减小了64%。研究表明:冷敲机整机机架的振动形式主要以立式机身的扭转和弯曲为主,连接立式机身左右两立柱的上筋板、后筋板容易发生变形,固定传动齿轮轴的两个对称筋板在各阶模态振动中的变形较大。并且,改进后机架在没有显著增加机身质量的情况下,机架整体刚度得到增强,振动水平降低,整机性能稳定。本研究不仅为冷敲机机架动态设计提供了可靠的理论依据,而且为后续的瞬态分析、谐响应分析奠定了基础。 展开更多
关键词 大模数花键 冷敲 机架 模态分析 优化设计
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花键冷敲机间歇分度机构研究 被引量:3
6
作者 牛婷 李永堂 +1 位作者 刘志奇 付建华 《太原科技大学学报》 2015年第4期255-258,共4页
设计并分析了花键冷敲机分度机构及传动系统,对花键冷敲机分度机构中的关键部件进行了运动学理论分析;借助于三维造型软件及ADAMS软件进行了运动学模拟,得出了该种分度机构的运动规律及特点,为花键冷敲机分度机构的进一步研究与改善提... 设计并分析了花键冷敲机分度机构及传动系统,对花键冷敲机分度机构中的关键部件进行了运动学理论分析;借助于三维造型软件及ADAMS软件进行了运动学模拟,得出了该种分度机构的运动规律及特点,为花键冷敲机分度机构的进一步研究与改善提供了理论依据。 展开更多
关键词 花键冷敲 分度机构 运动学分析
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冷敲成形机工作机构运动学与动力学分析 被引量:1
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作者 李永堂 牛婷 +1 位作者 刘志奇 宋建丽 《太原科技大学学报》 2015年第4期245-249,共5页
冷敲成形是生产大模数花键和汽车离合器齿毂等齿形轴类件的高效、先进成形工艺技术。在齿形轴类零件冷敲成形过程中,冷敲机要实现打轮高速旋转敲击、主轴径向进给、工件轴精确旋转分度和轴向微量进给等多轴同步运动,同时还要承受复杂的... 冷敲成形是生产大模数花键和汽车离合器齿毂等齿形轴类件的高效、先进成形工艺技术。在齿形轴类零件冷敲成形过程中,冷敲机要实现打轮高速旋转敲击、主轴径向进给、工件轴精确旋转分度和轴向微量进给等多轴同步运动,同时还要承受复杂的多变载荷,工作精度要求高。本文通过分析冷敲成形工艺过程,探讨了冷敲成形工艺参数计算理论和方法;结合设备和工艺参数,建立了成形过程冷敲机工作机构的运动方程和运动学与动力学数学模型,通过仿真与分析,揭示了各种运动和各工作主轴传动之间的匹配关系及其运行规律。 展开更多
关键词 齿形轴类件 冷敲 塑性成形 运动学分析
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花键冷敲精密成形模拟中Ansys/Ls-dyna关键技术研究 被引量:2
8
作者 雷尚军 宋建丽 +2 位作者 邢丰 李永堂 刘志奇 《锻压装备与制造技术》 2013年第3期96-98,共3页
分析花键冷敲精密成形加工工艺以及工件与模具的相对运动关系,运用GUI方式和K文件研究Ansys/Ls-dyna中刚体旋转控制和载荷施加等关键问题。通过建立局部坐标系和重新确定质量中心,解决了利用Ansys/Ls-dyna模拟花键冷敲精密成形中刚体部... 分析花键冷敲精密成形加工工艺以及工件与模具的相对运动关系,运用GUI方式和K文件研究Ansys/Ls-dyna中刚体旋转控制和载荷施加等关键问题。通过建立局部坐标系和重新确定质量中心,解决了利用Ansys/Ls-dyna模拟花键冷敲精密成形中刚体部件偏心旋转和载荷施加等关键技术,并成功应用。 展开更多
关键词 冷敲成形 ANSYS Ls—dyna 坐标定义 刚体旋转 有限元模拟
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数控花键冷敲机滚打轮最小轴径的优化设计及验证 被引量:2
9
作者 苏金波 雷步芳 +2 位作者 刘志奇 李永堂 宋建丽 《锻压装备与制造技术》 2014年第5期90-93,共4页
针对冷敲花键成形中滚打轮敲击工件时承受瞬间冲击力建立滚打轮的挠度方程,为求得滚打轮的轴径大小,建立了滚打轮轴径质量最小的数学模型,采用外点惩罚函数法求解模型,得出滚打轮轴的最小半径,依据此优化后的结果建立几何模型并用Anasys... 针对冷敲花键成形中滚打轮敲击工件时承受瞬间冲击力建立滚打轮的挠度方程,为求得滚打轮的轴径大小,建立了滚打轮轴径质量最小的数学模型,采用外点惩罚函数法求解模型,得出滚打轮轴的最小半径,依据此优化后的结果建立几何模型并用Anasys Workbench静力分析来进行辅助验证,结果满足设计要求。 展开更多
关键词 冷敲成形 滚打轮 外点惩罚函数法 挠度 静力分析
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花键冷敲成形本构关系研究 被引量:5
10
作者 卢泓昱 刘志奇 +1 位作者 宋建丽 李永堂 《太原科技大学学报》 2015年第3期184-189,共6页
花键冷敲成形归结于材料的动态塑性变形过程,为了研究该过程材料动态响应特性,对三种常用冲击载荷下材料本构模型进行理论解析,并根据花键冷敲成形工艺参数对JC本构模型进行修正改进;通过三种本构模型在不同应变率和温度条件下的应力情... 花键冷敲成形归结于材料的动态塑性变形过程,为了研究该过程材料动态响应特性,对三种常用冲击载荷下材料本构模型进行理论解析,并根据花键冷敲成形工艺参数对JC本构模型进行修正改进;通过三种本构模型在不同应变率和温度条件下的应力情况,使用流动应力预测值和实验值之差来评估模型误差值。最终结合成形过程物理机制、工艺参数和误差对比,结果表明:在大范围应变率和温度条件下,各本构模型均有其在一定范围内的适用性和精度,但对于花键成形应变率和温度范围内,PTW模型的误差率最小,能够较好预测金属流动应力。 展开更多
关键词 花键 冷敲 本构
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LQ200数控花键冷敲机箱体静力分析及其优化
11
作者 苏金波 李永堂 +2 位作者 刘志奇 雷步芳 宋建丽 《太原科技大学学报》 2015年第4期259-264,共6页
冷敲加工是生产大模数花键的一种少无切削加工技术。冷敲花键成形时,箱体的变形直接影响到花键的加工精度。以LQ200数控花键冷敲机为研究对象,通过分析箱体结构及受力特性建立了箱体的有限元模型,在有限元分析软件ANSYS平台下,对箱体进... 冷敲加工是生产大模数花键的一种少无切削加工技术。冷敲花键成形时,箱体的变形直接影响到花键的加工精度。以LQ200数控花键冷敲机为研究对象,通过分析箱体结构及受力特性建立了箱体的有限元模型,在有限元分析软件ANSYS平台下,对箱体进行了三维变形的定量分析,然后通过对变形较大的筋板进行拓扑优化设计,提出了相应的箱体改进方案和合理化建议。本研究对数控花键冷敲机箱体的改进具有重要的理论指导意义。 展开更多
关键词 数控花键冷敲 静力分析 优化设计
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花键冷敲工艺及设备 被引量:5
12
作者 赵松渤 刘春祥 许恒 《现代制造技术与装备》 2013年第4期47-48,58,共3页
本文着重介绍了冷敲工艺成形原理、设备结构原理及关键技术,通过对实心、空心件加工实例,分析总结了冷敲工艺优点。
关键词 冷敲 花键 工艺设备
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花键冷敲成形设备分度机构分析与优化
13
作者 宋建军 田世权 +1 位作者 杜诗文 李永堂 《锻压装备与制造技术》 2019年第1期13-16,共4页
对花键冷敲成形设备分度机构进行了分析。通过对传统的直线槽轮机构进行运动学和动力学分析,发现直线槽轮分度机构在拨销进入和离开轮槽的时候发生柔性冲击,引起了分度机构的振动。在此基础上,设计了两种减小冲击的分度机构:新型曲线槽... 对花键冷敲成形设备分度机构进行了分析。通过对传统的直线槽轮机构进行运动学和动力学分析,发现直线槽轮分度机构在拨销进入和离开轮槽的时候发生柔性冲击,引起了分度机构的振动。在此基础上,设计了两种减小冲击的分度机构:新型曲线槽轮机构及弧面凸轮分度机构。对这两种分度机构进行了设计计算,建立了几何模型,并进行了运动学及动力学特性分析。结果表明:改进之后的分度机构可以减少冲击,分度精确,运行平稳。 展开更多
关键词 冷敲成形 分度机构 弧面凸轮 运动分析
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活塞的“冷敲热拉”现象
14
作者 朱兰香 《山东农机化》 2003年第9期23-23,共1页
铝合金活塞最大的缺点是膨胀系数太大,它会影响活塞与汽缸的配合,产生"冷敲热拉"现象.所谓"冷敲"即冷车时,活塞与汽缸壁配合间隙过大,活塞换向时引起敲击;"热拉"即热车时,因二者配合间隙过小,拉伤汽缸.
关键词 发动机 活塞 冷敲热拉”现象 铝合金活塞 结构改进 裙部 椭圆形 锥形 膨胀槽 活塞销座孔偏位
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高速冷敲花键性能层力学性能及力学模型分析 被引量:1
15
作者 牛婷 李永堂 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期62-68,共7页
分析了冷敲花键齿面力学性能的分布情况,并建立相关力学模型。在现有研究基础上,确定花键齿面性能层区域,进而确定本试验的测试点区域。利用纳米压痕测试技术,对测试点进行纳米压痕试验。得到了各测试点的载荷-位移曲线、显微硬度分布... 分析了冷敲花键齿面力学性能的分布情况,并建立相关力学模型。在现有研究基础上,确定花键齿面性能层区域,进而确定本试验的测试点区域。利用纳米压痕测试技术,对测试点进行纳米压痕试验。得到了各测试点的载荷-位移曲线、显微硬度分布曲线、弹性模量分布曲线。通过分析显微硬度与弹性模量比值,研究了冷敲花键性能层抗磨损性能情况。结果显示:在距离花键表层80μm处,从齿顶到齿根,硬度相对芯部依次提高15.83%至36.11%,显微硬度与弹性模量的比值依次由20.50%提高至31.88%;冷敲花键性能层是一种沿花键表层至芯部,以及沿齿顶、齿侧、齿根方向的空间梯度性能层。得到了该性能层加载-位移曲线以及显微硬度力学模型,该力学模型与其结构组织密切相关。 展开更多
关键词 高速冷敲花键 纳米压痕 显微硬度 弹性模量 抗磨损性能 力学模型
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冷敲花键相邻齿槽之间成形影响的分析
16
作者 牛婷 李永堂 +1 位作者 王利民 卢泓昱 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期66-72,共7页
在分析花键冷敲成形原理的基础上,采用ABAQUS/Explicit算法对花键冷敲相邻齿槽成形过程进行了有限元模拟仿真,研究了工件经过不同敲打次数后两个相邻齿槽的应力、应变分布规律。在自行研制的LQ200型冷敲设备上加工花键轴,利用光学显微... 在分析花键冷敲成形原理的基础上,采用ABAQUS/Explicit算法对花键冷敲相邻齿槽成形过程进行了有限元模拟仿真,研究了工件经过不同敲打次数后两个相邻齿槽的应力、应变分布规律。在自行研制的LQ200型冷敲设备上加工花键轴,利用光学显微镜研究冷敲花键不同成形区的显微组织形貌,以及不同成形区的影响层深度。结果表明:冷敲成形属于局部表层成形,敲打齿槽在敲击时应力波扩散到了相邻齿槽,应力波对相邻齿槽齿顶、齿侧、齿根的影响依次减小,敲打齿槽在敲击时对相邻齿槽的应变影响很小;齿顶成形区分度圆以上均为影响区,相比齿侧、齿根成形区,齿顶影响区范围最大;齿侧成形区的影响区深度大约为1 mm;齿根成形区的影响区深度大约为600μm。 展开更多
关键词 冷敲成形 花键 相邻齿槽 ABAQUS 微观组织 局部表层成形
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基于ANSYS Workbench的冷敲机花键轴模态分析 被引量:3
17
作者 田世权 杜诗文 +1 位作者 李永堂 牛婷 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期109-114,共6页
花键轴是花键冷敲机分度机构与滚打机构的连接轴,是冷敲机微量进给系统的重要部件。以花键冷敲机的花键轴作为研究对象,采用SolidWorks对其进行建模,并利用ANSYS Workbench对其进行模态分析。提取前5阶固有频率以及与之相对应的振型,通... 花键轴是花键冷敲机分度机构与滚打机构的连接轴,是冷敲机微量进给系统的重要部件。以花键冷敲机的花键轴作为研究对象,采用SolidWorks对其进行建模,并利用ANSYS Workbench对其进行模态分析。提取前5阶固有频率以及与之相对应的振型,通过对振型图进行分析,发现了花键轴振幅较大的问题,并设计出减小花键轴振幅的装置。对花键轴的不同位置施加约束,并进行模拟分析,得出其固有频率的变化规律,说明采用浮动的约束装置对花键轴有振动补偿控制作用,改善了花键轴的刚性和设备运转的稳定性,大大提高了生产效率和花键的机械性能。 展开更多
关键词 ANSYS WORKBENCH 花键轴 花键冷敲 模态分析 固有频率 振型
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大模数花键高速冷敲成形中影响材料变形的关键因素
18
作者 牛婷 李永堂 +2 位作者 齐会萍 张晋辉 王利民 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期109-116,共8页
为了简化工艺参数,突破试验条件对工艺参数研究的影响,通过分析成形原理,得出高速旋转的滚打轮引起的惯性力为材料变形力,而滚打轮的旋转速度会影响材料的应变速率。通过分析变形区的变形特点,得出高速冷敲成形属于多道次成形,而滚打轮... 为了简化工艺参数,突破试验条件对工艺参数研究的影响,通过分析成形原理,得出高速旋转的滚打轮引起的惯性力为材料变形力,而滚打轮的旋转速度会影响材料的应变速率。通过分析变形区的变形特点,得出高速冷敲成形属于多道次成形,而滚打轮的旋转速度与工件进给速度共同决定敲击道次。通过分析不同道次晶粒尺寸的分布情况,揭示了敲击道次对微观组织的影响;敲击道次大约在16~22次时,晶粒平均尺寸进入超细晶,敲击道次大约为30~36次时,超细晶粒所占比例可达90%。在确定了敲击道次后,可根据道次与工艺参数的关系得到滚打轮转速与工件进给速度的取值范围,进而指导实际生产。 展开更多
关键词 高速冷敲成形 成形道次 微观组织 晶粒细化 超细晶
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