空心軸軋制成形數(shù)值模擬

1、畢業(yè)論文開題報告機(jī)械設(shè)計制造及其自動化空心軸軋制成形數(shù)值模擬一、選題的背景和意義改革開發(fā)以來，我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的動力。空心 軸是最常見和用途最廣的軸類零件，其具有重量輕，強度高，材料省等優(yōu)點，被廣泛應(yīng) 用于汽車、摩托車、電機(jī)中。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，楔橫軋技術(shù)逐漸被應(yīng)用到空心軸的生 產(chǎn)中。與傳統(tǒng)的鍛造或切削工藝相比，楔橫軋工藝具有如下優(yōu)點：（1）生產(chǎn)效率高。每分鐘可以軋制1030個工件，通常是其他工藝的520倍。（2）材料節(jié)約。在傳統(tǒng)機(jī)械加工中（如切削加工）約有40%的材料以切屑的形式 浪費，而在楔橫軋工藝中浪費的材料不足10%。（3）產(chǎn)品質(zhì)量好。楔橫軋件金屬纖維流線

2、沿產(chǎn)品外形連續(xù)分布，并且晶粒進(jìn)一步 得到細(xì)化，所以其機(jī)械性能較好。（4）工作環(huán)境好。由于楔橫軋軋制過程中無沖擊，噪音小，工作環(huán)境得到改善。（5）自動化程度高。楔橫軋件從成形、表面精整到最后成品都是由機(jī)器自動完成， 所需操作人員少。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，運用有限元分析軟件DEFORM來研究空心軸楔橫軋成為 最方便、最直接的方法。研究空心軸軋制成形原理，運用Pro/E軟件建立三維模型，應(yīng)用有限元數(shù)值分析軟 件DEFORM軟件，對空心軸軋制成形過程進(jìn)行計算機(jī)數(shù)值模擬，研究其成形機(jī)理。通 過幾十年的研究、實踐，我國楔橫軋技術(shù)無論是在設(shè)備方面還是在工藝方面都取得了一 定的進(jìn)展，現(xiàn)已成為世界上開發(fā)和投產(chǎn)楔

3、橫軋產(chǎn)品最多的國家之一。隨著我國制造業(yè)的 發(fā)展，楔橫軋技術(shù)必將為我國節(jié)能、節(jié)材、高效生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題研究的基本內(nèi)容：1、研究空心軸軋制成型原理。兩個帶楔形模的軋輥，以相同的方向旋轉(zhuǎn)，帶動 圓形坯料旋轉(zhuǎn)，坯料在楔形型的作用下，軋制成各種形狀的臺階軸。2、建立空心軸三維模型。在Pro/E中建立模具、工件、擋板等的三維實體模型。3、導(dǎo)入三維模型，確定物理模型，應(yīng)用DEFORM軟件建立數(shù)值仿真模型，研究空 心軸軋制變形機(jī)理。物理模型構(gòu)造是否合理直接影響著計算效率、求解精度， 所以，在構(gòu)造物理模型時，以理論為指導(dǎo)，對各因素考慮周全，經(jīng)過多次試算、 對比分析、優(yōu)化

4、，最終得到一個能反映真實情況而又高效的模型。4、研究工藝參數(shù)對軋制過程中模具、工件變形規(guī)律。從壁厚、成形角、楔展角、斷面收縮率、軋制速度等工藝參數(shù)對模具、工件變形規(guī)律來分析。擬解決的主要問題：用有限元分析軟件DEFORM對空心軸軋制成型過程進(jìn)行計算機(jī)數(shù)值模擬，研究其 成型機(jī)理，為楔橫軋技術(shù)進(jìn)一步解決實際問題提供一些理論基礎(chǔ)。三、研究的方法與技術(shù)路線通過建立三維模型，運用有限元數(shù)值分析軟件DEFORM對楔橫軋成形空心軸成形 機(jī)理研究，分析不同工藝參數(shù)對軋制過程中模具、工件的變形規(guī)律。四、研究的總體安排與進(jìn)度1-2周：完成文獻(xiàn)資料查閱、兩篇英文翻譯；3-4周：結(jié)合所學(xué)知識和查找的文獻(xiàn)寫文獻(xiàn)綜述、開

5、題報告；5周：總體方案設(shè)計，研究空心軸軋制成型原理；6周：建立三維數(shù)值模擬模型，在Pro/E中建立模具、工件、擋板等的三維實體模 型；7-8周：導(dǎo)入三維模型，應(yīng)用DEFORM軟件建立數(shù)值仿真模型，研究空心軸軋制變 形機(jī)理；9-10周：研究工藝參數(shù)(如壁厚、成形角、楔展角、斷面收縮率、軋制速度等)對 軋制過程中模具、工件的變形規(guī)律；11-13周：總結(jié)研究結(jié)果，書寫論文一份(10000字，約40頁以上)。 參考文獻(xiàn)楊翠蘋.楔橫軋展寬過程的三維有限元分析D.北京科技大學(xué).2001 (3)： 7-15左虹.空心軸取代實心軸的設(shè)計與應(yīng)用J.石油化工設(shè)備.1997 (4)： 61-75R.Neugebau

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