万向节三销轴的闭塞挤压工艺与模具结构文献综述
2020-04-15 21:38:08
随着生活水平的提高，能源危机日趋严重,人们对环境质量将更加关注,而且由于汽车向轻量化[1] 、高速度、平稳性方向发展 ,对锻件的尺寸精度、重量精度及力学性能等都提出了较高的要求，使得市场竞争日益加剧,促使锻件生产向高效、高质、精化、节能节材方向发展[1]。因此寻找一种操作简单，性能更好，绿色节能的精密成形方法，便成为世界各国的目标。
闭塞式锻造自1980年起得到加速开发，随后在汽车行业的生产中得到实用化[2]，并迅速发展成为一种新的精密锻造成形方法。闭塞锻造适于成形齿轮(如行星锥齿轮和螺旋锥齿轮等)、十字轴[3]、汽车转向节、星形套、管接头、阀体和航空发动机的叶盘等径向带枝芽(凸起)的复杂精密锻件。采用该工艺生产上述复杂精密锻件可以降低生产成本，提高材料利用率和产品品质。闭塞挤压属于闭塞锻造的一种，由于挤压易于生产截面形状复杂的产品，且可以消除产品内部缺陷，提高材料性能以及灵活性较好[2] [4] ，因此用挤压成形等工艺手段所生产的精化锻件在市场竞争中具有很大的优势，挤压工艺也成为了世界各国研究热点[5]。
我国在金属挤压方面仍有很大发展空间，一是挤压产品组织性能与形状尺寸的精确控制；二是高性能、难加工材料挤压工艺技术开发；三是挤压生产的高效率化和低成本化[3] [11]。目前汽车行业作为中国规模较大的加工制造行业，部分零件的精密化，节能化发展已是不可逆转的趋势。其中万向节三销轴用在汽车传动杆，负责将扭矩传递给车轮，在汽车的传动上有着举足轻重的作用。但是纵观众多文献，万向节三销轴研究颇多，但大多是关于可制造性[12]，运动学分析[13]，失效分析与可靠性研究[14]，疲劳试验[15]等等，对于其闭塞挤压工艺以及模具结构的研究几乎没有。因此对万向节三销轴的闭塞挤压工艺与模具结构进行研究，就变得十分迫切。
本课题以万向节三销轴为例，通多对其形状、结构及材料成形性能的的分析，采用径向闭塞挤压的成形工艺方案，运用UG专业软件建立同尺寸模型，并依据模型确定模具结构，同时采用deform-3D建立挤压模型，运用控制变量法依次改变影响成形效果的工艺参数[4] ，最终得到万向节三销轴的闭塞挤压工艺以及模具设计方案，为专业化的生产提供指导。
{title}2. 研究的基本内容与方案
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2.1 基本内容
1) 三销轴锻件的成形工艺方案设计；
2) 以三销轴锻件的成形工艺方案为依托，建立其闭式挤锻成形过程有限元模型；
3) 计算挤锻成形过程中多物理场与金属流动规律，获得优选的工艺方案；
