氣門熱擠壓成形過程模擬及其模具優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、氣門是發(fā)動機“心臟”零件，隨著發(fā)動機向高速、大功率方向發(fā)展所需氣門規(guī)格、品種及數(shù)量也愈來愈多，對其質(zhì)量要求愈來愈高。熱擠壓工藝生產(chǎn)氣門鍛件同其它生產(chǎn)工藝相比，具有工藝穩(wěn)定性好，產(chǎn)品表面質(zhì)量、尺寸精度高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、機械性能好，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是當今氣門尤其是轎車氣門生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。 根據(jù)我國轎車制造工藝的迅速發(fā)展和課題組承擔的“氣門熱擠壓技術(shù)和電動螺旋壓力機研究”的需要,本論文著重進行了氣門的熱擠壓成形工藝分析和成形過程模擬。氣

2、門熱擠壓工藝具有以上優(yōu)點，但是也存在著缺點；如模具特別是凹模壽命低，加熱質(zhì)量要求嚴格。模具壽命低是當前氣門熱擠壓生產(chǎn)中存在的主要問題，急需解決。 本文在闡述氣門生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，研究了熱擠壓工藝的變形特點，以及存在的問題。在分析金屬塑性成形過程的基礎(chǔ)上，闡述了剛—粘塑性材料模型，重點論述了一維粘塑性本構(gòu)關(guān)系及復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的本構(gòu)關(guān)系、動應(yīng)力模型，以及剛粘塑性變形的變分原理和有限元列式，為氣門熱擠壓成形的數(shù)值模擬打

3、下了理論基礎(chǔ)。 本文在分析傳統(tǒng)的熱擠壓模具主要因磨損過快而影響其使用壽命的原因和機理的基礎(chǔ)上，歸納了基于塑性成形理論的四種理論及半經(jīng)驗半理論的型腔輪廓設(shè)計方法，提出了基于序列二次規(guī)劃法的優(yōu)化理論的優(yōu)化設(shè)計方法，設(shè)計了具有組合結(jié)構(gòu)的熱擠壓和鐓鍛成形模具。 針對DCI11氣門熱擠壓模具壽命過低的問題，利用上述成果，基于剛塑性有限元與熱力耦合的思路，采用DEFORM商業(yè)軟件對擠壓和終鍛成形過程進行數(shù)值模擬，獲得氣門鍛件熱擠壓和