基于響應(yīng)面法的楔橫軋連桿毛坯桿部中心孔洞缺陷的研究.pdf

1、楔橫軋制坯過(guò)程雖說(shuō)與mannesmann兄弟研究的圓棒料鍛造成形過(guò)程不一樣，但由于都是旋轉(zhuǎn)著的圓形坯料在軸對(duì)稱方向受到一對(duì)橫向的擠壓力，而且兩種成形過(guò)程中的圓形坯料中心都經(jīng)常出現(xiàn)的裂紋和孔隙，所以也將楔橫軋制坯過(guò)程中出現(xiàn)的中心裂紋和孔隙稱之為mannesman效應(yīng)[1]。而mannesmann效應(yīng)在楔橫軋產(chǎn)品中的出現(xiàn)將降低軋件的材料強(qiáng)度，最終引起最終鍛件的失效。本論文研究的某汽車(chē)連桿毛坯在楔橫軋成形過(guò)程中桿部出現(xiàn)了中心孔洞缺陷，作者利用

2、有限元仿真技術(shù)來(lái)分析中心孔洞缺陷產(chǎn)生的原因，并優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)和相關(guān)的工藝參數(shù)，最終達(dá)到消除中心空洞缺陷的目的?；谝陨险撐闹饕忠韵聨讉€(gè)部分：
　?、偈紫龋瑢?duì)楔橫軋技術(shù)的特點(diǎn)與分類及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹；隨后，介紹了楔橫軋模具及利用楔橫軋技術(shù)制坯時(shí)軋件出現(xiàn)缺陷的類型，并重點(diǎn)介紹了內(nèi)部缺陷；最后，對(duì)本文研究的對(duì)象某汽車(chē)連桿毛坯做了介紹。
　?、诮榻B了工廠在利用原始楔橫軋模具進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)連桿毛坯桿部有中心孔洞洞缺陷出現(xiàn)，并根據(jù)

3、原始楔橫軋模具的結(jié)構(gòu)建立了有限元模型，重點(diǎn)分析了各場(chǎng)量(等效應(yīng)變，等效應(yīng)力，損傷，靜水壓力，第一主應(yīng)力)的變化趨勢(shì)，得出了最適合分析中心空洞缺陷形成的場(chǎng)量-第一主應(yīng)力，最后將模擬結(jié)果和實(shí)際生產(chǎn)的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
　?、墼诜治隽酥行目锥葱纬蓹C(jī)理以后，再基于對(duì)連桿毛坯成形過(guò)程的分析和為了保證軋制過(guò)程的穩(wěn)定性，對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，研制出了一種新的楔橫軋模具結(jié)構(gòu)，并根據(jù)本文研究的對(duì)象-連桿毛坯桿部，對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，并利用簡(jiǎn)化的

4、模具分析了模具工藝參數(shù)（展寬角β，成型角α，斷面收縮率ψ）和坯料溫度T對(duì)軋件桿部中心質(zhì)量的影響規(guī)律。
　?、茉诘玫搅诵M軋模具工藝參數(shù)和坯料溫度對(duì)中心質(zhì)量的影響后，利用中心復(fù)合設(shè)計(jì)（CCD）和響應(yīng)面法來(lái)改善軋件桿部中心質(zhì)量。首先確定設(shè)計(jì)變量及優(yōu)化的目標(biāo)，隨后利用中心復(fù)合設(shè)計(jì)做實(shí)驗(yàn)并得到相關(guān)的數(shù)據(jù)，最后再建立變量（模具工藝參數(shù)和坯料溫度）和優(yōu)化目標(biāo)（最大主應(yīng)力）之間的二階響應(yīng)面函數(shù)，并利用函數(shù)得到最優(yōu)解，也就是最優(yōu)參數(shù)組合。