1、曲軸彎曲墩鍛加工參數(shù)設(shè)計(jì)6G32J1J軸的局部結(jié)構(gòu)如國(guó)21所示謨曲軸其仃6亍曲拐.相鄰腳曲拐間隔角度為120*.曲拐】和氣2和久3和4井別位于相闔的角度.1oBOH5rtQBOH5rtQ圈26G32曲軸嘏件賂構(gòu)MI制部*單位rmtn）施文采用6G32憫軸的丨：24比例懊型進(jìn)行研冗.恨擁相似性原理.選定材料為鉛*瓦形狀及尺寸如圖2d所示°亦殍曲徴鍛過(guò)桎中.曲柄銷和主軸鸞不發(fā)生變形，閔此.為了看比例模型試驗(yàn)中便試件便于裝夾和囲定.將曲柄傭部檢的尺寸話當(dāng)延長(zhǎng).列外主軸頸戴面設(shè)計(jì)為梯形.這些改動(dòng)旳不彫響數(shù)值模擬和比例模型試驗(yàn)的結(jié)1225Ij.尋6,|22】£1717（一"

2、1?（.a）毛坯（單付.1mm）R6i875R688(b)鍛件(單位:mm)圖2-26G32曲軸的1:24比例蟆型A-A由圖22可知試件經(jīng)過(guò)徴鍛.曲拐臂的懺鍛壓縮量S=1417542=8.75mnu曲柄銷的彎曲錯(cuò)移量H=10mm.完成彎曲徴鍛過(guò)程共需三個(gè)模具：兩個(gè)歆粗模和一個(gè)彎曲模.做粗模和彎曲模的三維模型如圖23所示(a)傲粗模(a)傲粗模(b)彎曲模圖2以彎仙徽鍛模兵三推模型彎曲鍥鍛時(shí).兩個(gè)徴粗模做相向的對(duì)稱運(yùn)動(dòng).為衣達(dá)簡(jiǎn)便圖24只選取了整體結(jié)構(gòu)的一半來(lái)說(shuō)明模具與試件的位宜關(guān)系圖24模貝與試件的相互位豐關(guān)系圖24模貝與試件的相互位豐關(guān)系試件由徵粗模的惟形凹槽和彎曲模中部的圓孔定位并固定,試

3、件兩頭位J-働粗模的錐形槽內(nèi).曲柄銷固定在彎曲模中間孔內(nèi).鍥鍛過(guò)程中，彎曲模向下運(yùn)動(dòng)，鍥粗模向中間運(yùn)動(dòng)。在模腔的限制作用下，惟面和曲柄銷Z間的部分形成曲拐臂.2.2彎曲做鍛加工參數(shù)的制定本文研究的加工方法共4種，各種加工方法的加工速度不盡相同,但其傲相總行程、彎仙總行程均分別相等.由徴粗總行程即為曲拐骨的議鍛壓縮雖.彎曲總行程即曲柄銷的彎曲錯(cuò)移量，因此各組加工參數(shù)的鍥粗總行程均為8.75mm,彎曲總行程均為10mm。根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)定加工時(shí)長(zhǎng)為5s。制定加工參數(shù)前，應(yīng)首先分析孑種加工方法ttt粗速度與彎曲速度的關(guān)系。Z后,為了系統(tǒng)地對(duì)比各種加工方法的優(yōu)劣并研究總結(jié)曲軸全纖維徹鍛成形的一般性規(guī)律

4、，擬制定12組加工參敵.具中RR法1組，NRR法3組.TR法I組，NTR法7組。法的加工參數(shù)圖2-5RR法速度矢址圖由rr法的工作原理可知，橫梁下降速度等r彎曲速度。其彎iiii速度冬和做粗速度N的欠量關(guān)系如圖25所示.有：tan0(2-1)式中，&即為圖16中所示的斜面角度.在RR法中，由乙和人均為勻速，加工時(shí)間為5s,鍥粗行程為8.75mm,彎曲行程為10mm.取為419°,則&為L(zhǎng)75mm/s,匕:為2mm/s°由于工藝參數(shù)固定.因此只能制定一組RR法的加工參數(shù)。很據(jù)以上各值可得RR法彎曲運(yùn)動(dòng)和鍥粗運(yùn)動(dòng)的速度曲線.如圖26所示:T彎曲亠戦祖0'

5、012345時(shí)間/s圖2-6RR法速度曲線法的加工參數(shù)rtlNRR法的加工原理可知.其彎曲行程和徹粗行程相互獨(dú)立，徹粗速度為勻速。擬設(shè)計(jì)NRR法加工參數(shù)3組.每組加工參數(shù)的傲粗速度相同但彎曲速度不司。由于在實(shí)際生產(chǎn)中，階梯變化的彎曲速度比連續(xù)變化的彎曲速度更易實(shí)現(xiàn).因此彎曲速度設(shè)計(jì)為先靜止后運(yùn)動(dòng)或&先運(yùn)動(dòng)后靜止的階梯速度.出于對(duì)比的需要.需設(shè)宜一組彎曲速度為6mm/s的加工參數(shù),但試驗(yàn)機(jī)步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)限制最大進(jìn)給速度不得超過(guò)4.5mm/S,考慮到試件材料的流動(dòng)應(yīng)力對(duì)速度不敏感,因此，NRR法的加工時(shí)長(zhǎng)延至10s,徹粗和彎曲總行程不變.這樣，所設(shè)計(jì)的加工參數(shù)與對(duì)應(yīng)的時(shí)間減半、速度加倍的加

6、工方法等效。1. NRR0I橫梁勻速向下運(yùn)動(dòng)，速度為lmm/s,斜而角度“為419。,鍬祖速度為O.$75mm/s。彎曲速度不受橫梁下降速度的響，0-5s的彎曲速度設(shè)為的彎曲速度設(shè)為2mm/s.其速度曲線如圖2-7所示。0.'0246810時(shí)間/sMu?豈瑕0。0246810時(shí)何2. NRR02與上述NRR01法參數(shù)相同，橫梁勻速向下運(yùn)動(dòng)，速度為1mm/s,斜而角度0為41.19-，徹粗速度為O.X75mm/s.彎曲速度不受橫梁下降速度影響，0-6.666s的彎曲速度為的彎曲速度為3mm/s.其速度曲線如圖2-8所示.3. NRR03與以上兩組參數(shù)相同.橫梁勻速向下運(yùn)動(dòng)，速度為lmm/

7、s,斜而角度“為41.19°,鍬粗速度為0,875mm/s.彎曲速度不受橫梁下降速度影響，0-5s的彎曲速度設(shè)為2mm/s5.001-lOs的彎曲速度設(shè)為0其速度曲線如ffl2-9所示.時(shí)間/s圖2-9NRR03速度曲線法的加工參數(shù)利用圖1-8所示TR設(shè)備加工6G32曲軸時(shí).實(shí)際的肘桿長(zhǎng)度為900mm.按1:24比例縮小后，肘桿長(zhǎng)度L=900/24=37.5mmitlTR法工作原理可得其速度矢址圖，如圖2J0所示。圖中1和2分別表示一側(cè)肘桿的兩個(gè)端點(diǎn)：2表示任意時(shí)刻肘桿與鉛垂線Z何的夾角,隨時(shí)間變化而變化；代表點(diǎn)2相對(duì)于點(diǎn)1的瞬時(shí)速度.方向垂直于肘桿。(a)肘桿示恿圖圖2-10TR法

8、速度矢量圖由速度矢雖圖得:(2-2)式中.z表示彎曲速度./表示輸粗速度.ffl2-11任總時(shí)刻肘桿位置圖圖2-11所示為某時(shí)刻的肘桿位置。入表示肘桿在初始位置時(shí)與鉛垂面的夾角,2表示任意時(shí)刻肘桿與鉛垂面的夾角根據(jù)實(shí)際情況.肘桿初始角度兒為3&6092°.終止角度幾為59.0190°S表示任意時(shí)刻橫梁的位移?？芍εcSZ間的關(guān)系為(23)(23)厶cos人一Sz=arvcos:若以/代表時(shí)刻.加工開(kāi)始時(shí)f值為()以代表橫梁F行速度.則何:(2-4)綜上.可得TR法速度參數(shù)：橫梁勻速向下運(yùn)動(dòng).速度為2mm/s,則彎曲速度也為2mm/So肘桿初始角度応為38.6092-

9、代入式(23)和式(22).可得瓦速度曲線如圖212所示：彎曲墩粗0111111012345時(shí)間/sItlNTR法的加工原理可知，其彎曲行程和飲粗行程相互獨(dú)芷。擬設(shè)計(jì)NTR法加工參數(shù)7組.其擁粗速度曲線相同.為了便于與TR法的比較.NTROI的彎曲速度與TR法一致,其余每組參數(shù)的彎曲速度為階梯變化.根據(jù)實(shí)際情況.文中NTR法的肘桿初始角度初為47.1042°,終止角度缶為75°,橫梁勻速下降，為3639mm/s與TR法的運(yùn)動(dòng)分析同理，NTR法的做H1速度乙與橫梁速度乙的關(guān)系為：-=lan(2-5)式屮，力為任總時(shí)刻肘桿與鉛垂而的夾角。1. NTR01為了方便地將NTR法與T

10、R法進(jìn)行對(duì)比，本組參數(shù)采用與TR法同樣的彎曲速度.但徹粗速度則與其它組的NIR法相同。橫梁勻速向下運(yùn)動(dòng),速度為3.1639mm/s彎曲速度為2mm/s.肘桿初始角度瑤為47.1042°,終止角度幾為75°,代入式(23)和(25),可得其速度曲線如圖213所示：2. NTR02速度曲線如圖214所示，0-1.666s的彎曲速度為0,1.667-5S的彎曲速度為3mm/s。徹粗速度與坯它NTR01的儆粗速度一致.3. NTR03速度Illi線如圖2-15所示，0-2.500S的彎Illi速度為()，2.5O1-5S的彎曲速度為4mm/s°徹粗速度與以hNTR法加工參

11、數(shù)的傲粗速度一致。4. NTR04速度曲線如圖216所示.O-2.5OOs的彎曲速度為lmm/s,2.501-5s的彎曲速度為3mm/s鍬粗速度與以上NTR法加工參數(shù)的戦粗速度一致.5. NTR05速度曲線如圖2-17所示,0-3.333S的彎曲速度為3mm/s,3334-5s的彎曲速度為Omm/s.徹粗速度與以hNTR法加工參數(shù)的險(xiǎn)粗速度一致.6. NTR06速度曲線如圖2-IX所示,O-2.5OOS的彎曲速度為3mm/s,2.501-5s的彎曲速度為lmm/s。做粗速度與以上NTR法加工參數(shù)的鍥粗速度一致。7. NTR07速度曲線如圖2-19所示.O-2.5OOs的彎曲速度為的彎曲速度為0°做粗速度與其它NTR法加工參數(shù)的議粗速度一致。<二