【正文】 控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。 本課題僅僅對(duì)十字軸的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，可以說(shuō)實(shí)際生產(chǎn)和數(shù)字化聯(lián)系還有待進(jìn)一步發(fā)展，可進(jìn)一步研究制造業(yè)全過(guò)程的數(shù)字化技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)字信息化奠定基礎(chǔ)。另外，在校圖書館查找資料的時(shí)候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。這是由于沒(méi)有Flash，事實(shí)上，最終的產(chǎn)品具有最小加工余量。最普遍的鍛造缺陷引起較低的刀具耐用度，即脆性，折疊，毛刺，彎曲，裂紋，分層，微觀和宏觀裂縫等。由于制造產(chǎn)品的材料節(jié)省和成本降低在價(jià)格上很有競(jìng)爭(zhēng)力，精密鍛造被越來(lái)越多地應(yīng)用于輕金屬合金的制造，如鋁合金，鎂和鈦的合金[ 10，12 ]。此外，沒(méi)有模具草圖用于精密成形。模具預(yù)熱溫度接近工作溫度可以降低模具由于熱沖擊導(dǎo)致的裂紋（圖4a）。工藝參數(shù)的選擇如上所說(shuō)，鍛造過(guò)程中的每個(gè)階段都是重要的。、工具和型坯溫度適當(dāng)?shù)臏囟仁菣C(jī)床的可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。溫度分布在金屬塊（圖6）不同的直徑上是值得研究的[ 8 ]。圓度偏差為2%–6%。在[ 8 ]結(jié)果表明，型坯的初始尺寸影響溫度分布。目前，正試圖最大限度地利用鍛造機(jī)機(jī)的容量和減少鍛造操作的次數(shù)。在精密鍛造的每一個(gè)沖程中定壓能源是可重復(fù)性。坯料在模具中的精確定位。、潤(rùn)滑和冷卻在很大程度上成形過(guò)程的正確性取決于所使用的潤(rùn)滑劑。在所有的情況下，有必要在金屬坯料表面潤(rùn)滑系統(tǒng)油膜上提供額外的潤(rùn)滑。在這樣的條件下，工具必須承受高壓力（如冷加工），同時(shí)必須用耐熱材料（如熱加工）。熱處理熱處理對(duì)刀具壽命有決定性的影響。硬化。C均衡溫度發(fā)生是用于消除在表面和芯部之間的溫度和結(jié)構(gòu)的差異。鋼淬火后立即回火幾次。需要注意的是，在這樣的工作下刀具的表面往往過(guò)熱，因此削弱了刀具的性能。最佳的模具輪廓在鍛造過(guò)程的一個(gè)主要參數(shù)是所采用模具形狀的影響。但問(wèn)題是如何確定正確的輪廓和制造它（輪廓的制定通常需要很長(zhǎng)時(shí)間）。Wife等人[ 16 ]提出了一種特殊的增量計(jì)算方法與有限元相結(jié)合以獲得在坯料的熱擠壓過(guò)程中模具壁（所采用的模具輪廓）的壓力分布。CV接頭由十字軸，滾道和外殼組成。此外，拱形模具的沖擊力更小。它是在兩個(gè)階段進(jìn)行：1）補(bǔ)償環(huán)的強(qiáng)制性與模具上的橡皮套一起和2）基于第一階段條件實(shí)際鍛造環(huán)境。因此，我們可以得到預(yù)期平均負(fù)余量為WAV = ，即遠(yuǎn)小于標(biāo)稱負(fù)余量。本文作者等人分析了（采用數(shù)值模擬和實(shí)際負(fù)余量的測(cè)量）預(yù)應(yīng)力模具（用于接頭外殼的生產(chǎn)）中負(fù)余量在其特性上的影響[ 7 ]。這就是由網(wǎng)格曲線法確定出物體在拱模鍛造時(shí)的對(duì)象比在錐模鍛造時(shí)延展較少（La 磅）。他們從變速箱向前輪傳送扭轉(zhuǎn)力。zier曲線及其他專用的優(yōu)化方法來(lái)算術(shù)地描述模具輪廓。三種類型的模具輪廓：流線型，曲線型和圓錐型一般都是應(yīng)用在工業(yè)上。而氮化是通過(guò)提高其表面的硬度和耐磨性來(lái)增加的刀具壽命。鍛造中熱的材料的摩擦對(duì)刀具的工作表面很不利使它們之間產(chǎn)生磨損。同時(shí)浸泡的時(shí)間是很重要的。后者通常被冷卻到大約150176。處理原因是應(yīng)力的產(chǎn)生，這是在加熱到淬火溫度的過(guò)程中釋放而引起的，同時(shí)產(chǎn)生尺寸的變化。也有其他的非傳統(tǒng)刀具材料被考慮。通過(guò)不同的刀具生產(chǎn)商提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示工具失敗的最常見(jiàn)原因是：刀具在冷工作中產(chǎn)生疲勞裂紋和過(guò)度磨損，材料塑性流動(dòng)和熱工作產(chǎn)生的熱疲勞[ 20 ]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)熱鍛工藝不適于摩擦條件的保證。許多精密鍛造產(chǎn)品分模線是在工作面附近，因此會(huì)因?yàn)榉钦ｉ]合而發(fā)生變形。以避免材料溢出。此外，冷卻和潤(rùn)滑設(shè)備應(yīng)與壓力機(jī)一體化。~1秒。因此鍛造過(guò)程中型坯和金屬塊的設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，旨在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本[ 1，3，11 ]。%–1%，176。這意味著工具的溫度需要監(jiān)控，例如，通過(guò)熱象相機(jī)（圖5b）。通過(guò)優(yōu)化選擇工藝參數(shù)可以顯著提高刀具的壽命和提高鍛件質(zhì)量，從而增加整個(gè)過(guò)程的生產(chǎn)力。用這種方法才能獲得精確形狀的鍛造成品。為了保證鍛件具有高質(zhì)量必須保持持續(xù)不斷溫度。由于這個(gè)原因閉式模鍛（常采用復(fù)合物的形成，即向前和向后的擠壓）應(yīng)用于精密鍛造預(yù)成型。有時(shí)可以利用材料的超塑性。刀具的使用壽命取決于鍛造條件，工藝人員，刀具材料，型坯的形狀，金屬塊的形狀，等等。建議解決以及研究這些問(wèn)題被弗羅茨瓦夫大學(xué)的金屬成形工藝技術(shù)部提出了。謝歷時(shí)將近三個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過(guò)程中遇到了很多的困難和障礙，但在每次收獲的時(shí)候，享受著豐收的喜悅，必然忘不了一直幫助我的老師和同學(xué)。 影響十字軸鍛造成形的因素有很多，比如模具結(jié)構(gòu)、鍛造溫度、設(shè)備工作速度、潤(rùn)滑條件等，對(duì)于其他方面可進(jìn)一步研究。圖45為十字軸模具的部分尺寸及相關(guān)組件。工作時(shí)封閉高度不變，滑塊具有固定的上下止點(diǎn)，在鍛造過(guò)程中滑塊每次行程都能使鍛件得到相同的高度。在圖43中，R*的值可由制造廠家決定，沒(méi)有固定的數(shù)值。另外，本文在型腔內(nèi)部借助改進(jìn)的拐角，挖出了一個(gè)帶弧度的凹臺(tái)，用來(lái)使原始坯料和模具面接觸，縮短了預(yù)鍛時(shí)第二階段的壓下量，使坯料更容易填充型腔，也從另一方面減小了飛邊產(chǎn)生的可能，最重要的就是，通過(guò)預(yù)測(cè)無(wú)飛邊預(yù)鍛件成形幾何特征，確定預(yù)鍛型腔圓角，使預(yù)鍛件能夠最大程度的與終鍛模腔接觸，深入。預(yù)模腔內(nèi)壁存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而存在摩擦力，摩擦力的存在阻礙金屬的流動(dòng)，但由于坯料受到的豎直方向的力，足以抵抗摩擦力，因而，坯料首先充填髖部，然后再充填軸部。 圖36 終鍛模上模 圖37 終鍛模下模 坯料體積計(jì)算V=（Vd+Vf+Vt）(1+δ％)式中：V—坯料體積，mm3Vd—鍛件（包括沖孔連皮）體積，mm3Vt—機(jī)加工和工藝余量體積，mm3δ—金屬加熱損耗率，（在電阻爐中加熱δ=～）。 飛邊的選用飛邊槽的結(jié)構(gòu)形式如圖34。k2—金屬變形抗力系數(shù)（kN/cm2），開式模鍛k2=（46～73）kN/cm2 ，閉式模段k2=（60～80）kN/cm2。第3章 十字軸模具設(shè)計(jì) 十字軸鍛件幾何尺寸分析圖31 十字軸冷鍛件圖尺寸如圖31，是本課題所用十字軸冷鍛件圖尺寸，從圖中可以看出，本課題所要成形的十字軸是由兩個(gè)直徑大一點(diǎn)的圓柱以相互成90度，對(duì)稱套在一起的，在其外側(cè)再接直徑小一點(diǎn)的圓柱，然后在相套圓柱交接處，上下挖出平面為正方形的平臺(tái)，這樣，一個(gè)十字軸的特征圖就成形了。在前處理初始條件的建立中，一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可以少走彎路。即使是更為復(fù)雜的機(jī)加工也可以進(jìn)行模擬。DEFORM3D有著很好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。布爾運(yùn)算操作包括求和、求差和求交運(yùn)算，求和運(yùn)算是將兩個(gè)或更多個(gè)實(shí)體的體積合并為單個(gè)體。 拉伸、回轉(zhuǎn)操作：通過(guò)拉伸、回轉(zhuǎn)等同類型操作可將二維制圖依據(jù)設(shè)計(jì)的需要轉(zhuǎn)化成三維立體造型。 自從1990年UG軟件進(jìn)入中國(guó)以來(lái)，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，在汽車、航天、軍工、模具等諸多領(lǐng)域大展身手，現(xiàn)已成為我國(guó)工業(yè)界主要使用的大CAD/CAE/CAM軟件。在三向壓應(yīng)力的情況下，金屬主要朝著最小阻力方向流動(dòng)。因此，要減少飛邊消耗，應(yīng)設(shè)法較早建立足夠大的飛邊阻力。模腔的寬度和深度也影響著金屬在模腔中的流動(dòng)，模腔越窄，金屬流向模腔時(shí)所受阻力就越大，溫度降低的也越顯著，充滿模腔越困難，在其他條件相同的情況下，模腔越深時(shí)，填充也越困難。在此階段，變形區(qū)已經(jīng)縮小為模鍛件的中心部分區(qū)域了。 開式模鍛工藝 開式模鍛過(guò)程可分為鐓粗、充滿模腔、擠出飛邊和打靠四個(gè)階段。成形后移入開式終鍛模中在800攝氏度下進(jìn)行終鍛成形，等模具打靠完畢，再將帶飛邊的終鍛件移入切邊模中，去除飛邊，這樣十字軸就初步成形了，然后再對(duì)其進(jìn)行機(jī)加工后處理，最終成品。 再通過(guò)有限模擬軟件，分析改進(jìn)后的情況，實(shí)現(xiàn)工藝的最優(yōu)化。但是熱鍛也有其不足，加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧化、脫碳等缺陷，加工后十字軸的表面不是很光潔，尺寸也不如冷擠壓生產(chǎn)的精確，而且，由于加工結(jié)束后，十字軸內(nèi)部溫度難于均勻一致，所以熱加工后的十字軸組織、性能常常不如冷擠壓加工的均勻。本文主要完成以下工作：(1) 熟悉零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用要求，對(duì)零件的鍛造工藝進(jìn)行分析，制定成形工藝方案，明確模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)。為此除對(duì)結(jié)構(gòu)、聯(lián)接方式等方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)外，還應(yīng)對(duì)其主要部件提出更高的要求。國(guó)外對(duì) SWC 型十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器的研究要早于我國(guó)，其中西德 Voith公司 SW 和 CW 系列產(chǎn)品，在技術(shù)上是十分先進(jìn)的，對(duì)于一些尺寸的確定也經(jīng)過(guò)了慎重的選擇。列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器有 JB5513SWC 型整體叉頭十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器、JB3241 SWP 型剖分軸承座十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器和 JB3242 SWZ 型整體軸承座十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器。梅花萬(wàn)向接軸和弧形齒接軸許用傾角??；滑塊式萬(wàn)向接軸潤(rùn)滑條件差；十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、效率高、許用傾角大、潤(rùn)滑維護(hù)簡(jiǎn)便。在傳動(dòng)裝置中，載荷對(duì)結(jié)構(gòu)有很高的要求，人們對(duì)速度、穩(wěn)定性的追求，使載荷不斷的增大，在結(jié)構(gòu)上不可避免的產(chǎn)生應(yīng)力集中，而十字軸的軸頭尺寸又相對(duì)很小，這樣，就使十字軸成為汽車安全穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素，也因此對(duì)其加工制造的工藝有較高的要求。利用UG的實(shí)體造型功能建立十字軸的三維模型。安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）十字軸鍛造成形工藝研究及模具設(shè)計(jì)摘 要近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)和汽車行業(yè)的快速發(fā)展，十字軸作為傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，地位也越來(lái)越重要。從數(shù)學(xué)模型上給出了指導(dǎo)，得出了優(yōu)化的工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)出合理的模具型腔。而汽車轉(zhuǎn)向節(jié)中的十字軸正是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中必不可少的組成部分，而且承擔(dān)著重要分量的安全責(zé)任。我國(guó)目前常用的聯(lián)軸器有：梅花萬(wàn)向接軸、滑塊萬(wàn)向接軸、弧形齒接軸及十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器。十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器的主要構(gòu)件由主、被動(dòng)叉頭與十字包組成 ,傳遞動(dòng)力的中間受力元件為十字軸。伸縮量達(dá) 1000mm。十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器，從國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)看，一方面是如何提高它的承載能力和質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命；另一方面是如何擴(kuò)大它的應(yīng)用范圍，以滿足多種機(jī)械設(shè)備的需要。因此，本文擬采用熱模鍛方法成形某型號(hào)十字軸。一般情況下其塑性、韌性好，產(chǎn)生斷裂的傾向性減少，熱鍛一般不易產(chǎn)生織構(gòu)，十字軸的擇優(yōu)取向性較小。 再通過(guò)三維造型軟件對(duì)改進(jìn)后的熱鍛十字軸零件進(jìn)行三維實(shí)體化造型。坯料在1200攝氏度下在預(yù)鍛模中進(jìn)行預(yù)鍛成形。 本課題所采用的是開式模鍛，這就要注意飛邊和間隙對(duì)十字軸成形的影響。第四階段是打靠階段，隨著上下模具的運(yùn)動(dòng)，飛邊越來(lái)越小，飛邊內(nèi)的金屬溫度較低，阻力增大，為了將型槽的多余金屬排入飛邊槽，需要更大的打擊力，所需的能量也將消耗整個(gè)成形所需能量的很大部分。 圓角半徑對(duì)金屬流動(dòng)的影響很大，半徑小時(shí)，金屬經(jīng)過(guò)圓角半徑流入模具時(shí)要消耗較多的能量，不易填充模腔，而圓角半徑過(guò)大時(shí)，不僅會(huì)增加金屬消耗和機(jī)械加工量，還會(huì)造成金屬過(guò)早流失，使模腔充不滿。在模鍛過(guò)程中，上模和下模逐漸接近，飛邊槽橋部間的高度不斷減小，隨著模鍛的進(jìn)行，上下模間的距離從大變小，產(chǎn)生的飛邊阻力也從小變大，開始時(shí)大量金屬流入飛邊槽，到最后隨著飛邊的增多，阻力加大，后產(chǎn)生的飛邊量在減少。為了保證鍛件的形狀和尺寸精度，設(shè)計(jì)熱鍛模具時(shí)應(yīng)考慮鍛件和模具的熱收縮，根據(jù)金屬塑性成形理論，塑性變形時(shí)金屬主要朝著最大主應(yīng)力的方向流動(dòng)。同時(shí)，美國(guó)通用汽車、波音、GE噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等公司都是UG軟件的重要用戶。 基準(zhǔn)平面操作：通過(guò)基準(zhǔn)平面操作，可以在已有基準(zhǔn)平面的基礎(chǔ)上，以其為參照，建立新的基準(zhǔn)平面，以此來(lái)滿足在設(shè)計(jì)過(guò)程中，隨著視圖的變換，設(shè)計(jì)所需方向性的改變。在完成布爾運(yùn)算操作后，工具體將成為目標(biāo)體的一部分。DEFORM是一個(gè)模塊化的模擬系統(tǒng)，包括有限元模擬器、前處理器、后處理器和用戶處理器四大模塊。FEM引擎同樣可用于剪切和裁邊的模擬計(jì)算。在前處理過(guò)程中，材料參數(shù)、網(wǎng)格劃分、運(yùn)動(dòng)設(shè)立、特性等幾個(gè)比較重要的參量，有些參量在模擬過(guò)程中是要不斷地修改的，特別是網(wǎng)格的重新劃分，對(duì)模擬運(yùn)算影響比較大，往往需要幾次反復(fù)才能成功，是比較費(fèi)時(shí)的。一些邊界條件的設(shè)置也需有個(gè)合適值，總之，參數(shù)的調(diào)整是得到一個(gè)理想的運(yùn)行不可缺少的過(guò)程。k1—鋼種系數(shù)，低合金結(jié)構(gòu)鋼k1=1。鑲塊承壓面強(qiáng)度校核：該件在16MN級(jí)熱模鍛壓力機(jī)上模鍛，P=F/A=160001000/57600≈式中：F—熱模鍛壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力，kNA—模塊底面的有效承壓面積mm2小于允許的極限值（300MPa），故可以采用。R1=5R2= R1+2=7R3= R6=3R4=R5=5十字軸終鍛模上模鑲塊如圖36所示，終鍛模下模鑲塊如圖37所示。 預(yù)鍛模的設(shè)計(jì)傳統(tǒng)工藝預(yù)鍛模具，在預(yù)鍛階段總會(huì)或多或少產(chǎn)生飛邊，不利于十字軸的最后成形，預(yù)鍛飛邊的出現(xiàn)，不僅浪費(fèi)了材料，還造成終鍛所需打擊力的提高十字軸類零件在鍛造成形過(guò)程中，坯料在模具的壓力下，會(huì)發(fā)生變形,向髖部和軸部流動(dòng)。改進(jìn)預(yù)鍛模腔與傳統(tǒng)模腔不同之處，在于改進(jìn)模腔髖部的拐角用圓弧進(jìn)行了過(guò)渡，這樣就是金屬在流動(dòng)到拐角處，不在因?yàn)楹艽蟮淖枇Χ绊懫淞鲃?dòng)，同時(shí)，也就減少了在這個(gè)部位飛邊擠出的可能。圖42 中間導(dǎo)柱上模座凹模周界HhL1B1SRl2D(H7)D1(H7)LB基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差24024080153803303155510050+050+0表41 中間導(dǎo)柱上模座結(jié)構(gòu)參數(shù)圖43 中間導(dǎo)柱下模座凸模周界HhL1B1SRl2d(R7)d1(R7)LB基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差24024085153803303155510035+005040+0表42 中間導(dǎo)柱下模座結(jié)構(gòu)參數(shù)圖44 A型導(dǎo)柱和導(dǎo)套A型導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖43，其各部分的結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表43，材料選用20鋼，～，硬度58～62HRC，技術(shù)條件按JB/T