产十字轴,生产工序较多,造成生产过程中效率低下,材料严重浪费,不利于大批量生产,再加上机加工生产出来的十字轴的力学性能和金属内部的流线结构上受到了限制和破坏,所以一般不易采用此种方法加工。利用热锻方法生产十字轴,其变形抗力低,能量消耗少,由于金属在加热变形过程中,在加工硬化过程的同时,也存在着回复或再结晶的软化过程,就是其塑性变形容易进行。一般情况下其塑性、韧性好,产生断裂的倾向性减少,热锻一般不易产生织构,十字轴的择优取向性较小。但是热锻也有其不足,加热时会产生氧化、脱碳等缺陷,加工后十字轴的表面不是很光洁,尺寸也不如冷挤压生产的精确,而且,由于加工结束后,十字轴内部温度难于均匀一致,所以热加工后的十字轴组织、性能常常不如冷挤压加工的均匀。利用冷挤压方法生产十字轴,虽然弥补了热锻的不足,生产十字轴的生产工序少,可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度,材料利用率高、生产效率高,成形十字轴内部结构组织均匀,有合理的纤维流线分布,但进行冷挤压加工所需要的条件很高,比如,需要的设备吨位大,模具很容易磨损,整个生产过程中,从模具设计、润滑到工艺工序的安排都很复杂,而从我国基本国情的角度出发,在我国目前的科学技术水平下,还是有相当的困难,从另一个角度上说,开发这样的生产过程反而会提高十字轴生产的总成本,国内使用的还不普遍,而在我国普遍采用热锻方式加工十字轴,我们有成熟的经验可以借鉴,并在此基础上进一步改进。所以,本课题将以热锻十字轴零件(如图2-1)为研究对象,对十字轴热锻成形工艺特别是预锻成形工艺进行研究。图2-1常见十字轴零件图和模锻件图课题的研究方法本课题是通过借鉴大量的十字轴的传统加工方法,利用有限元模拟软件,模拟十字轴的成形过程,通过学习文献中关于模拟十字化的分析方法分析计算模拟结果等找到工艺缺陷,并依据所学基础知识对工艺进行改进,再通过模拟对比,如此反复,直到达到工艺的最优化。
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