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第1章 概论1

1.1概述1

1.1.1精密锻造业发展现状1

1.1.2中空薄壁件分类1

1.2中空薄壁件精密锻挤成形国内外研究现状2

1.2.1国外研究现状2

1.2.2国内研究现状3

1.2.3现存问题及发展趋势4

1.3参考文献5

第2章 汽车等速万向节锻造工艺7

2.1汽车等速万向节简介7

2.1.1万向节介绍7

2.1.2等速万向节分类7

2.2汽车等速万向节锻造工艺及模具设计9

2.2.1汽车等速万向节锻造工艺设计9

2.2.2模具设计规程14

2.2.3反挤压模具设计20

2.3汽车等速万向节温挤压数值模拟理论21

2.3.1有限元数值模拟理论21

2.3.2热-力耦合有限元理论21

2.3.3热-力耦合分析的基本方程21

2.4温锻成形工艺数值模拟模型22

2.4.1有限元模型的建立22

2.4.2模拟参数的设置23

2.4.3数值模拟工艺方案23

2.5温挤压成形过程模拟23

2.5.1温挤压正挤成形过程23

2.5.2坯料初始温度对温挤压成形的影响26

2.5.3凸模速度对温挤压成形的影响27

2.5.4摩擦系数对温挤压成形的影响29

2.6汽车等速万向节温挤压成形模具磨损研究30

2.6.1模具磨损的机理30

2.6.2磨损基本模型32

2.6.3挤压工艺参数对模具磨损的影响33

2.7冷精整工艺及基于产品流线的工艺分析38

2.8正交优化39

2.8.1正交优化设计的优点及步骤39

2.8.2冷精整工艺参数正交优化分析40

2.9产品流线问题43

2.9.1金属流线的特征和要求43

2.9.2长轴三柱槽壳的流线问题44

2.9.3结果分析和工艺方案优化44

2.10产品生产验证45

2.10.1温冷复合锻造生产过程47

2.10.2生产试验结果分析及质量保证48

2.11参考文献50

第3章 汽车P档棘轮外齿冷挤压成形技术51

3.1 P档棘轮简介51

3.2 P档棘轮设计52

3.3 P档棘轮工艺分析及模具结构52

3.3.1 P档棘轮成形工艺对比52

3.3.2工艺路线方案的选择54

3.3.3模具结构设计56

3.4 P档棘轮外齿成形工艺数值模拟分析58

3.4.1有限元模型的建立58

3.4.2模拟方案及工艺参数的确定59

3.4.3正交试验设计60

3.4.4正交试验结果61

3.4.5极差分析62

3.4.6方差分析66

3.4.7确定最优工艺参数组合68

3.4.8最优参数组合的模拟分析结果69

3.4.9下端面塌角及齿形充填饱满程度分析69

3.4.10速度场分析71

3.4.11载荷-行程分析73

3.4.12等效应力分布分析73

3.5 P档棘轮外齿冷挤压模具分析74

3.5.1三层组合凹模尺寸初步设计74

3.5.2基于黄金分割法的过盈量优化设计76

3.5.3模具磨损分析79

3.6 P档棘轮外齿冷挤压过程工艺验证79

3.6.1试验条件准备79

3.6.2试验结果及分析83

3.7参考文献84

第4章 基于激光冲击强化的模具延寿技术85

4.1激光冲击强化模具的原理85

4.2激光诱导冲击波的形成及传播机理86

4.2.1激光束辐射到材料表面的响应86

4.2.2激光诱导冲击波的产生87

4.2.3激光诱导冲击波的数学模型与峰值估算88

4.2.4激光诱导冲击波最佳峰值压力的确定89

4.2.5靶材内部残余应力场的理论分析90

4.2.6影响靶材内部残余应力场的因素91

4.3激光冲击强化H13热作模具钢的数值模拟92

4.4激光冲击H13热作模具钢残余应力场的分析96

4.4.1激光冲击次数对残余应力场的影响96

4.4.2激光功率密度对残余应力场的影响103

4.5激光冲击H13热作模具钢的试验研究105

4.5.1试验材料和激光冲击设备105

4.5.2表面形貌和表面粗糙度测试106

4.5.3表层微观组织分析109

4.5.4残余应力测试110

4.5.5表面显微硬度测试112

4.6挤压模具的激光冲击数值分析和试验研究112

4.6.1激光冲击挤压模具残余应力场的数值分析112

4.6.2挤压模具的激光冲击试验114

4.6.3挤压模具激光冲击前后硬度和表面粗糙度对比115

4.6.4挤压模具激光冲击前后的磨损量对比116

4.7参考文献118

第5章 中空薄壁锻件成形质量检测120

5.1钢材金相图像预处理120

5.1.1钢材金相图像的亮度变换120

5.1.2钢材金相图像的双边滤波处理121

5.2钢材金相图像晶粒分割算法123

5.3金相晶粒度定量检测方法124

5.4晶界提取质量评价体试验结果及分析125

5.5参考文献128

第6章 其他中空薄壁件温冷复合锻挤工艺设计129

6.1取力器传动轴成形工艺研究129

6.2倒档棘轮外齿成形工艺研究132

6.3薄壁深筒形件活塞温冷复合挤压成形工艺研究134