[發(fā)明專利]等速萬向傳動軸含芯棒旋鍛軸向進(jìn)給工藝參數(shù)的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811000575.8
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109158518B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧曦;邵長敬;石松;李棟材;孫子瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21K1/06
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種等速萬向傳動軸含芯棒旋鍛軸向進(jìn)給工藝參數(shù)的確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，確定用于進(jìn)行含芯棒旋鍛來得到含芯棒旋鍛軸的坯料的類型、尺寸和模具的結(jié)構(gòu)；

步驟2，根據(jù)由有限元模擬分析得到的鍛打力與軸向力的關(guān)系以及材料向前流動系數(shù)與所述軸向力之間的關(guān)系來確定軸向進(jìn)給方式，選取使得所述材料向前流動系數(shù)高的所述軸向進(jìn)給方式；

步驟3，根據(jù)所述模具的幾何尺寸來確定受幾何約束的含芯棒旋鍛的軸向極限進(jìn)給量；

步驟4，所述軸向極限進(jìn)給量不僅受所述模具的幾何尺寸的約束，還受應(yīng)力的約束，所述坯料在旋鍛過程中，隨著軸向進(jìn)給量的不同，最大鍛打力和所述坯料的最大等效應(yīng)力發(fā)生變化，通過有限元模擬來分析所述最大鍛打力和所述最大等效應(yīng)力與所述軸向進(jìn)給量的關(guān)系來確定受應(yīng)力約束的含芯棒旋鍛的軸向極限進(jìn)給量；

步驟5，在滿足所述受幾何約束下的所述含芯棒旋鍛的軸向極限進(jìn)給量和所述受應(yīng)力約束的所述含芯棒旋鍛的所述軸向極限進(jìn)給量下，結(jié)合在不同的所述軸向進(jìn)給量下所述含芯棒旋鍛軸的截面收縮率與所述材料向前流動系數(shù)之間的變化關(guān)系，在計算得到的所述截面收縮率下使得所述材料向前流動系數(shù)最大的所述軸向進(jìn)給量即為所述含芯棒旋鍛的最佳軸向進(jìn)給量；

步驟6，根據(jù)旋鍛頻率、所述最佳軸向進(jìn)給量以及進(jìn)行軸向進(jìn)給的時間來確定所述含芯棒旋鍛的軸向進(jìn)給速度，

其中，所述模具包括進(jìn)行縮徑的下沉段、進(jìn)行鍛打的鍛造段以及進(jìn)行修圓的精整段，所述下沉段、所述鍛造段以及所述精整段為未成形端，

所述受幾何約束的含芯棒旋鍛的軸向極限進(jìn)給量為所述鍛造段的水平長度，

所述坯料與用于配合所述坯料來進(jìn)行所述含芯棒旋鍛的芯棒從所述模具的入口端進(jìn)入，經(jīng)過所述下沉段、所述鍛造段以及所述精整段后，從產(chǎn)品端中得到完成所述含芯棒旋鍛的所述含芯棒旋鍛軸，

所述坯料在旋鍛過程中同時向所述產(chǎn)品端與所述未成形端流動，

所述材料向前流動系數(shù)為所述坯料向所述產(chǎn)品端的流動體積與所述坯料向所述產(chǎn)品端和所述未成形端的總流動體積之比，所述材料向前流動系數(shù)越大，所述旋鍛效率越高。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等速萬向傳動軸含芯棒旋鍛軸向進(jìn)給工藝參數(shù)的確定方法，其特征在于：

其中，步驟2中，所述軸向進(jìn)給方式為拉鍛或推鍛，

所述軸向力為軸向推力或軸向拉力，

所述拉鍛產(chǎn)生的所述軸向力為所述軸向拉力，

所述推鍛產(chǎn)生的所述軸向力為所述軸向推力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等速萬向傳動軸含芯棒旋鍛軸向進(jìn)給工藝參數(shù)的確定方法，其特征在于：

其中，所述坯料進(jìn)行旋鍛時，應(yīng)變不超過最大應(yīng)變的5％，當(dāng)該應(yīng)變?yōu)樗鲎畲髴?yīng)變的5％時對應(yīng)的所述等效應(yīng)力為所述最大等效應(yīng)力中的最大值，該最大值對應(yīng)的所述軸向進(jìn)給量為所述受應(yīng)力約束的含芯棒旋鍛的軸向極限進(jìn)給量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等速萬向傳動軸含芯棒旋鍛軸向進(jìn)給工藝參數(shù)的確定方法，其特征在于：

其中，所述含芯棒旋鍛軸的所述截面收縮率通過將所述坯料的外徑減去所述含芯棒旋鍛軸的外徑再除以所述含芯棒旋鍛軸的外徑來計算得到。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等速萬向傳動軸含芯棒旋鍛軸向進(jìn)給工藝參數(shù)的確定方法，其特征在于：

其中，所述含芯棒旋鍛軸向進(jìn)給在所述模具進(jìn)行鍛打的一個周期中完成，該周期包括模具徑向進(jìn)給與模具回位，

所述模具徑向進(jìn)給為旋鍛過程，

所述模具回位為所述坯料完成所述軸向進(jìn)給與周向進(jìn)給的過程，

所述軸向進(jìn)給速度通過將所述最佳軸向進(jìn)給量除以所述軸向進(jìn)給的時間來計算得到。