论文题目: 轴承滚子冷锻加工过程数值成形技术的研究与应用
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械工程
作者: 杨曼云
导师: 黄亚宇,董跃
关键词: 数值成形,轴承滚子,冷锻,有限元分析
文献来源: 昆明理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 数值成形是让计算机对材料整个成形过程的各种物理量及其变化进行数值计算，预测出成形过程中所关心的各种有用的技术信息，并将计算结果经过后处理以各种直观的形式显示在计算机屏幕上的过程。从结果中可以看到工件在塑性变形过程中的详细变形情况，以及各种物理量随空间和时间的变化。本论文基于“轴承滚子冷挤压工艺参数的CAE优化”课题，针对金属冷锻工艺，以探索工程应用中的新方法、新技术、新思路为宗旨，在研究金属冷锻成形在数值成形技术中的实现方式及理论依据，研究数值成形理论、基础材料科学、计算数学、有限元法等在冷锻数值成形过程中的机理及它们之间的联接模式、理论流程，探索解决冷锻工艺设计中共性问题的工艺模拟方法的基础上，将数值成形技术应用于工厂生产实践，通过仿真、分析优化，让滚子毛坯的加工尺寸精度得以提高，从而解决滚子毛坯合格率较低的行业难题，同时得到滚子模具在整个冷锻过程中的受力状况和滚子棒料在整个冷锻过程中的材料流动状况和应力、应变情况，从而科学地指导冷锻的优化过程，提高轴承圆锥滚子加工工艺的科学性。通过优化得出轴承滚子冷锻科学合理的加工工艺参数，提供给企业相关数据、经验、计算方法，使云南圆正轴承有限公司圆锥滚子毛坯的合格率达到了86％～94％，在全国轴承行业中达到领先水平。并减少了模具的制作费用、试探性的原型试验费用。实现了CAE技术在轴承滚子冷锻加工工艺仿真的成功应用。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 本论文的研究内容
1.2 本论文涉及的学科领域及相关技术分析
第二章 数值成形技术及课题相关领域技术的国内外发展与应用状况
2.1 数值成形技术国外发展与应用状况
2.2 数值成形技术国内发展与应用状况
2.3 课题相关领域技术的国内外发展情况及现状
第三章 相关基础理论、方法的探索和分析
3.1 CAE和有限元方法之间的关系及有限元方法基本理论
3.1.1 CAE和有限元方法之间的关系
3.1.2 有限元方法基本理论
3.2 金属塑性成形理论
3.2.1 金属塑性成形概述
3.2.2 金属塑性理论
3.3 塑性成形分析的有限元方法
3.3.1 塑性成形分析有限元法的计算步骤
3.3.2 塑性成形分析有限元法的屈服准则
3.3.3 塑性成形分析有限元法分类、原理
3.3.4 接触算法
3.3.5 冲压模具与工具间接触面上摩擦力的有限元计算方法
3.4 轴承滚子数值成形的关键技术、步骤和应考虑的问题
3.4.1 轴承滚子冲压成形过程数值成形仿真关键技术
3.4.2 轴承滚子冲压成形过程数值成形仿真应考虑的问题
3.4.3 轴承滚子冲压成形过程数值成形仿真步骤
第四章 金属数值成形分析技术在优化轴承滚子冷挤压关键工艺参数过程中的应用
4.1 轴承滚子冷挤压关键工艺参数优化的实施方案的确定
4.2 GCR15轴承钢材料性能参数
4.3 三维CAD模型的建立
4.4 轴承圆锥滚子冷挤压的数值模拟
4.4.1 边界条件
4.4.2 轴承圆锥滚子冷挤压的数值模拟过程
4.4.3 30206滚子冷挤压过程变形情况仿真小结
4.5.对滚子棒料长径参数的优化及分析
4.5.1 滚子棒料不同长径对最大Contact Normal Force(最大接触正应力)的影响
4.5.2 滚子棒料不同长径对最大Equivalent Von Mises Stress(最大等效Von Mises应力)的影响
4.5.3 滚子棒料不同长径对最大Equivalent Stress(最大等效应力)的影响
4.5.4 滚子棒料不同长径对最大Equivalent Total Strain(最大等效总应变)的影响
4.5.5 滚子棒料不同长径对最大Shear Stress(最大剪切应变)的影响
4.5.6 滚子棒料不同长径对最大Shear Total Strain(最大剪切总应变)的影响
4.5.7 分析小结
4.5.8 其它轴承滚子冲压有限元分析
第五章 试验验证及效果
5.1 试验总结
5.2 试生产总结
5.3 生产应用及经济效益报告
第六章 结论、不足及展望
6.1 有限元分析仿真结论
6.2 达到的技术及经济指标
6.3 中国轴承工业协会技术委员会对本课题评价意见
6.4 不足及展望
致谢
参考文献
附录A 部分轴承滚子冲压有限元分析数据
A.1 30208轴承滚子挤CAE分析报告
A.2 30307轴承滚子挤压CAE分析报告
附录B 试验总结
附录C 试生产总结
附录D 生产应用及经济效益报告
附录E 中国轴承工业协会技术委员会对本课题评价意见
附录F 攻读学位期间发表论文目录
发布时间: 2007-07-05
参考文献
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