強約束條件下傘齒輪淬火工藝仿真及其變形控制.pdf

1、針對熱處理過程中工件的變形問題,世界各地的研究人員投入了大量的人力物力進(jìn)行研究,同時隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,研究人員開始廣泛的使用有限元模擬計算來研究熱處理過程中的變形控制。本文針對傘齒輪這類復(fù)雜工件的淬火變形問題,基于大型有限元軟件ABAQUS,對傘齒輪的淬火工藝進(jìn)行仿真模擬,分析其溫度場分布規(guī)律和傘齒輪工件淬火變形特點,提出合理的模壓淬火變形控制方案。
　　首先,根據(jù)傘齒輪的實際淬火過程,進(jìn)行一定的簡化,確定材料的各項熱物性參數(shù)

2、和力學(xué)性能參數(shù),考慮了馬氏體轉(zhuǎn)變的相變潛熱,并測定了淬火過程中的熱膨脹系數(shù),建立傘齒輪淬火有限元模型。利用ABAQUS/Standard計算了傘齒輪工件的溫度場,分析淬火過程中傘齒輪工件各個位置的溫度變化規(guī)律,并根據(jù)溫度場的模擬結(jié)果對馬氏體組織轉(zhuǎn)變過程進(jìn)行了預(yù)測。
　　此外,將溫度場模擬結(jié)果作為預(yù)定義場,對傘齒輪淬火過程中的應(yīng)力應(yīng)變場進(jìn)行模擬,分析傘齒輪淬火過程中的殘余應(yīng)力分布規(guī)律,觀察淬火過程中,在熱應(yīng)力和組織應(yīng)力共同作用下產(chǎn)生

3、的傘齒輪淬火變形,分析淬火過程中產(chǎn)生的塑性應(yīng)變,測定平面翹曲(或凹心)變形量和齒的變形量。
　　最后,根據(jù)淬火過程中傘齒輪工件的變形特點,模擬傘齒輪的模壓淬火過程,分析芯軸、壓床載荷和加載方式對傘齒輪淬火變形的影響規(guī)律,綜合對比模擬結(jié)果,確定合適的芯軸尺寸、壓床載荷和加載方式。同時,模擬了滲碳層對傘齒輪淬火變形的影響規(guī)律,分析了包含滲碳層的傘齒輪工件淬火后的平面翹曲(或凹心)變形量和齒的變形量,利用已確定的芯軸尺寸、壓床載荷和加載