黃銅齒環(huán)精密鍛造成形及模具磨損研究.pdf

1、錳黃銅(HMn34-2-2-1)具有較好耐磨性和較高的機(jī)械強(qiáng)度，被廣泛的應(yīng)用于汽車同步器齒環(huán)。但其鍛造溫度范圍窄，加之，同步器齒環(huán)為薄壁類鍛件，齒形圓角較小，鍛件容易出現(xiàn)應(yīng)力集中和材料損傷嚴(yán)重，且材料利用率不高等問題，因此，論文采用物理實驗、有限元模擬和熱鍛成形工藝及模具磨損基礎(chǔ)理論等，對銅質(zhì)類齒環(huán)鍛件的成形工藝和模具壽命等進(jìn)行了研究。論文的主要工作如下：
　　①錳黃銅材料(HMn34-2-2-1)材料的熱變形行為研究。利用日本生

2、產(chǎn)的“熱間鍛造再現(xiàn)實驗裝置THERMECMASTOR-Z”熱模擬試驗機(jī)對該材料進(jìn)行熱壓縮實驗，獲得了應(yīng)力-應(yīng)變曲線。通過分析該黃銅熱變形流變行為，建立了其流變應(yīng)力本構(gòu)關(guān)系，同時，為其成形性能分析和數(shù)值模擬奠定了理論基礎(chǔ)。
　?、邳S銅齒環(huán)精鍛模具設(shè)計?？紤]溫度引起的線性膨脹和彈性變形效應(yīng)，設(shè)計了該齒環(huán)的熱鍛成形模具，確保了產(chǎn)品的成形精度。
　　③基于田口理論的黃銅齒環(huán)精鍛參數(shù)優(yōu)化。以飛邊厚度作為衡量指標(biāo)優(yōu)化了坯料尺寸，提高了材

3、料利用率。以等效應(yīng)力、材料損傷和載荷為目標(biāo)的多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化模型對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。針對模擬時出現(xiàn)的應(yīng)力集中，材料損傷嚴(yán)重等問題，研究了壓下速率，坯料初始溫度和摩擦因子等單因素分別對它們的影響規(guī)律。為了減少這些缺陷的影響，基于田口理論進(jìn)行了參數(shù)的優(yōu)化，得到了最優(yōu)的成形參數(shù)：坯料初始溫度650℃，壓下速率200mm/s，摩擦因子0.45。
　?、芑贐P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的黃銅齒環(huán)模具磨損預(yù)測和壽命預(yù)測。結(jié)合數(shù)值模擬，對經(jīng)典的Archard磨損