基于Creo的突缘叉结构轻量化设计

运用Creo软件建立了突缘叉的三维实体和有限元分析模型,计算了额定载荷下突缘叉的应力和变形分布。在此基础上,提出了突缘叉的结构轻量化方案,并对设计变量进行灵敏度分析,确定了影响应力和变形的主要因素。同时运用轻量化优化设计,对突缘叉的结构进一步分析,从而在满足设计要求的基础上使突缘叉的质量相比原方案减轻了22%,且应力大小和变形情况都得到了改善。

汽车车桥突缘叉端面齿齿面误差分析与加工试验

法兰突缘叉是汽车车桥的关键零部件,其端齿齿面的加工精度影响着车桥乃至整车的可靠性。对突缘叉端齿齿面计算与加工技术进行研究,以能够实现基于测量机的齿面测量与修正为目的,完成了齿面计算与偏差修正理论的构建,引入实例实现了突缘叉端面齿齿面的加工仿真,通过理论齿面与仿真齿面的过切量与残余量比较,验证了齿面计算的准确性;开展了突缘叉端面齿齿面实验加工,验证了齿面修正理论的正确性。为企业对突缘叉端面齿的加工提供理论参考。

一种重卡传动轴突缘叉的研制

结合国内外金属成型工艺,确定了一种重卡传动轴突缘叉的工艺流程,设计制造了模具,并采用热模锻压力机生产了重卡传动轴突缘叉,提高了传动轴的综合性能及重卡的载重性能。

传动轴端面齿突缘叉断裂失效分析

针对半挂牵引车传动轴端面齿突缘叉发生断裂的问题,通过化学成分分析、硬度测试及金相组织检查等方法,确定端面齿突缘叉断裂产生的原因。分析结果表明:传动轴端面齿突缘叉断裂为早期疲劳断裂,产生的原因是锻造工艺不充分,锻造加热温度过高,冷却速度过快,加热炉密封性(炉内气氛控制不足)未满足工艺要求等,并为今后避免出现该类情况提出了改进建议。

突缘叉模锻的设计改进

介绍了突缘叉锻件的模锻改进工艺。通过计算镦粗压力、模锻压力及切边压力,选用了相应吨位的热模锻压力机。设计了突缘叉锻件在热模锻压力机上的模具结构,从而提高锻件尺寸精度、减少材料消耗、降低报废率。在生产实践中切实可行,取得了较好的经济效果。

国内外突缘及突缘叉表面防护技术研究进展

综述了近几年突缘及突缘叉表面防护的现状,列出了国内外已经工业化的突缘及突缘叉表面防护工艺,对现有的防护工艺的特点与存在的问题进行了对比,并对国内未来突缘及突缘叉的表面防护工艺提供了思路。

取力发电装置取力轴突缘叉法兰失效问题的分析研究

通过对取力轴进行拆解,对取力轴万向节处突缘叉法兰四条裂纹断面分别采用目视、体视显微镜及扫描电镜进行观察与分析,并对突缘叉法兰进行仿真分析,找到了突缘叉法兰失效的原因,通过采取相应措施最终解决了取力发电装置取力轴突缘叉法兰失效问题。

突缘叉锻造成形预应力组合模具改进

在突缘叉锻造成形过程中,上模模腔底部容易开裂,导致锻件出毛刺,增加生产风险。利用Deform软件分析了突缘叉锻造成形过程的金属流动规律和模腔开裂原因。结果表明:模腔凸台在冲击载荷下出现应力集中并导致模具断裂失效。通过在模具上添加预应力环以抵消模具所受冲击载荷、降低模具应力,并利用Solid Works软件计算了预应力。优化结果表明:采用组合模具结构时,模具与应力环最大预应力分别为480和420 MPa,均处于安全范围内。模具原始开裂位置应力降低了约950 MPa,生产过程中,模具始开裂前锻件的产量由200件左右提高到2700件左右。

传动轴端面齿突缘叉锻造工艺改进

针对汽车传动轴重要零部件——端面齿突缘叉,分析了其在锻造生产过程中存在的飞边大、材料利用率低、产品成本高等问题和不足,提出一种改进后的端面齿突缘叉的锻造工艺。改进后的锻造工艺采用Deform-3D软件模拟端面突缘叉的锻造过程;针对突缘叉的锻造模具结构,采用组合式制坯模结构,下模不固定,方便更换;预锻叉朝上,并设计定位台阶,从而保证了坯料与型腔位置的对称性;采用可调节式限位块结构,保证了模具与限位块高度相匹配。采用改进后锻造工艺进行产品试制,结果表明,生产出的端面齿突缘叉锻件不仅可以满足力学性能要求,而且材料利用率提高到90%以上,生产效率提高10%-15%。

汽车突缘叉热锻模具磨损的有限元分析及验证

在热锻过程中,模具表面不断受到循环机械载荷和热冲击的影响,因此,磨损成为模具失效的主要原因。针对汽车突缘叉模具磨损严重的问题,提出了一种突缘叉热锻成形工艺,基于Archard磨损理论模型,建立了突缘叉热锻成形过程中的热-力耦合有限元模型,并研究了热锻成形过程中锻件的成形情况,同时对模具磨损最严重的位置进行了预测,最后通过实验对有限元模拟结果进行了验证。模拟和实验结果表明:在整个热锻成形过程中,预锻后模具的磨损情况最为严重,其中预锻下模磨损最严重区域出现在型腔的圆角处;预锻下模在1000次锻造模拟后的最大总磨损深度为2.75 mm,而实际生产1000件后的最大总磨损深度为2.70 mm,模拟和实验测量结果基本相符,说明基于Archard磨损理论模型建立的突缘叉有限元模型能够比较准确地预测热锻后的模具磨损情况。

特装重卡传动轴等强度轻量化设计

为了减轻特装重卡传动轴的重量,同时不降低其强度,对主要零部件进行了重新设计,对零部件毛坯的锻造工艺和机加工工艺进行了重新规划。设计了万向节总成,确定了万向节的规格,通过计算最终确定轴管尺寸为Φ150 mm×7 mm,通过对比相关的性能指标,对花键轴进行了选型,改进了端面齿突缘叉和花键轴毛坯的锻造工艺以及花键轴的机加工工艺,最终实现了特装重卡传动轴总成轻量化设计制造。实践结果表明,在不降低传动轴性能的前提下,通过减小关键零部件毛坯的下料尺寸,提高了材料利用率,传动轴总成减重6.76 kg,减重8.45%,实现了传动轴的轻量化设计。