摘要
随着科技水平的不断发展，人们对扭力轴质量和能源利用效率的要求不断提高。扭力轴端头镦粗工艺中模具的磨损影响着扭力轴的质量和能源利用的效率。延长模具寿命，减少模具磨损，能降低生产成本，提高能源利用率，能提高镦粗后扭力轴端头的质量。 本文以某工厂扭力轴端头镦粗模具为研究对象，运用Deform-3D软件进行模拟仿真，详细分析了始锻加热区间、镦粗速度、摩擦系数、模具硬度和始锻加热温度对模具磨损和锻件质量的影响。运用正交试验对各影响因素进行了重要度分析，得出对模具磨损影响的显著性顺序和最佳的扭力轴镦粗工艺参数组合。 首先了解了国内外关于扭力轴和模具磨损的研究，对扭力轴端头镦粗过程中涉及到的模具失效形式、模具磨损类型、模具磨损过程和模具磨损的常用计算模型进行了更深的理解，了解了有限元理论和Deform仿真软件，建立了有限元模型，设置了相关的边界条件和参数。 其次，对始锻加热区间173.125mm-515.125mm、230.125mm-515.125mm、258.625 mm-515.125mm、287.125mm-515.125mm；镦粗速度为0.5mm/s、1mm/s、1.5mm/s；摩擦系数为0.20、0.25、0.3、0.35、0.4。模具硬度为55HRC、57HRC、59HRC、61HRC、63HRC；始锻加热温度为1150℃、1200℃、1250℃分别进行了模拟仿真。对于模具磨损，当始锻加热区域为230.125mm-515.125mm时，模具磨损量最小，为1.874×10-6mm；当镦粗速度为1.5mm/s时，模具磨损量最小为1.59×10-6mm；摩擦系数为0.25时，模具磨损量最小为1.455×10-6mm；始锻温度为1200℃时，模具磨损量最小，为1.718×10-6m m。 最后，利用正交试验筛选出综合水平较优的四个工艺参数组合，A3B3C2D3即始锻温度为1250℃，镦粗速度为1.5mm/s，始锻加热区间为230.125mm-515.125mm，模具硬度为59HRC；A2B3C3D1即始锻温度为1200℃，镦粗速度为1.5mm/s，始锻加热区间为258.625mm-515.125mm，模具硬度为55HRC，A2B2C2D3即始锻温度为1200℃,镦粗速度为1mm/s，始锻加热区间为230.125mm-515.125mm，模具硬度为63HRC；A3B3C3D1即始锻温度为1250℃，镦粗速度为1.5mm/s，始锻加热区间为258.625mm-515. 125mm，模具硬度为59HRC。最后，对综合水平较优的四个工艺参数组合进行模拟仿真，选出最佳工艺参数组合A3B3C3D1即始锻温度1250℃，镦粗速度1.5mm/s，始锻加热区间258.625mm-515.125mm，模具硬度59HRC。
NETL