油缸缸底鑄改鍛工藝研究.pdf

1、缸底是汽車(chē)液壓油缸系統(tǒng)關(guān)鍵及其重要零部件，其產(chǎn)品的綜合性能和質(zhì)量對(duì)油缸系統(tǒng)的力學(xué)運(yùn)動(dòng)有重要的影響。目前國(guó)內(nèi)的缸底制造廠(chǎng)開(kāi)始逐步采用新型模鍛工藝取代傳統(tǒng)鑄造工藝。
　　缸底是油缸系統(tǒng)中缸筒和拉桿的連接部件，作用是連接拉桿和活塞桿并產(chǎn)生油壓促使活塞桿做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，油壓系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)健性取決于其運(yùn)行狀態(tài)的好壞。缸底的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是尺寸相對(duì)較大、重量相對(duì)也較大，屬于中大型對(duì)稱(chēng)鍛件。缸底軸孔承受巨大的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，其底座密封性要求高，從而精度

2、要求高，制造難度較大。采用鑄鋼鑄造的缸底，本身存在著許多缺陷，如整體機(jī)械力學(xué)性能、整體抗疲勞性能、抗沖擊性能都較差，鑄件產(chǎn)品由于存在一些氣孔、疏松、夾雜、裂紋、縮松等，在其承受較大載荷和拉應(yīng)力時(shí)容易受損，為了避免缸底鑄件的缺陷，本文提出新的模鍛工藝代替原有鑄造工藝，通過(guò)有限元數(shù)值模擬驗(yàn)證模鍛工藝的可行性，并進(jìn)一步對(duì)優(yōu)化工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　論文主要內(nèi)容如下：
　?、賹?duì)某公司提供的由于缸底鑄件存在斷裂和抗疲勞性能低的缺

3、陷而導(dǎo)致的油缸系統(tǒng)的不穩(wěn)定性進(jìn)行分析，提出缸底自由鍛制坯—模鍛工藝，并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)。
　?、谠谀＞呓Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)不同的制坯方案做數(shù)值模擬分析，選擇最佳方案，同時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定工藝參數(shù)，在設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了產(chǎn)品試制，驗(yàn)證了以上模具設(shè)計(jì)和工藝選擇的可靠性。
　?、蹖?duì)以上生產(chǎn)的鍛件中有部分鍛件存在大量凹坑、氧化皮、脫碳和燒傷的問(wèn)題進(jìn)行理論分析，根據(jù)分析進(jìn)行工藝參數(shù)的優(yōu)化，對(duì)各種工藝參數(shù)分別進(jìn)行數(shù)值模擬，采用

4、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化分析，以成形最大載荷、模具型腔最大磨損和鍛件最大損傷為目標(biāo)函數(shù)，確定了最優(yōu)工藝參數(shù)值為：坯料預(yù)熱溫度1160℃、上下模具預(yù)熱溫度為300℃、鍛壓成形速度40mm/s和摩擦因子0.2，通過(guò)工藝參數(shù)的優(yōu)化不僅有利于模鍛成形而且避免鍛件產(chǎn)生凹坑、氧化皮、脫碳和燒傷的問(wèn)題。
　　④結(jié)合以上工藝參數(shù)優(yōu)化分析，在工廠(chǎng)實(shí)際使用設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)模具結(jié)構(gòu)和坯料尺寸進(jìn)行響應(yīng)面法多目標(biāo)優(yōu)化，以最大成形載荷、模具型腔最大磨損和鍛件最大損傷

5、為目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)有限元數(shù)值模擬，分析了拔模斜度、飛邊橋高度、連皮厚度和鍛坯直徑四個(gè)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)三個(gè)目標(biāo)函數(shù)的影響，最終確定了缸底模鍛拔模斜度為4 o、飛邊橋高度為3mm、連皮厚度為18mm、模鍛鍛坯直徑為220mm的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，并應(yīng)用于生產(chǎn)，獲得生產(chǎn)驗(yàn)證。
　　通過(guò)本課題的研究，避免了缸底鑄件的缺陷，從而有效的提高了該產(chǎn)品質(zhì)量和綜合機(jī)械性能，為企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)參考。同時(shí)，論文的研究方法對(duì)于其他相似類(lèi)零件的質(zhì)量提高也可作為參