曲轴圆角滚压变形分析与滚压校直专家系统的研究

曲轴圆角滚压智能柔性加工机床用以对发动机曲轴主轴颈和连杆颈过渡圆角进行滚压强化,并进行滚压校直.论文以ANSYS为工具,对曲轴滚压过程中连杆颈滚压变形和主轴颈滚压变形及其对曲轴主轴颈径向跳动的影响进行了分析,其对滚压校直专家系统的开发有重要意义.介绍了滚压加工与校直机床的研制,以及滚压校直专家系统的开发.     

滚压校直过程曲轴动态弹性形变分析

在线测量与校直能够实现一次性校直出合格的曲轴,这样可以显著提高曲轴滚压校直的效率和精度.但在在线校直过程中,滚压机构及曲轴运动引起的惯性力及顶尖夹紧力会造成曲轴整体的动态弹性变形,从而引起在线测量结果的偏差,这种偏差如果过大将无法实现在线校直.运用Workbench瞬态动力学柔体分析模块,建立了滚压校直机构动力学分 析模型,分析滚压钳惯性力、顶尖力等对曲轴弹性变形的影响.研究表明:滚压机构惯性力及顶尖力均可引起曲轴的弹性变形,该弹性变形大小处于允许的误差范围之内.研究结果为在线测量与滚压校直的实现提供了可靠的理论支持.     

曲轴滚压变形分析与滚压校直专家系统研究

分析曲轴圆角滚压强化和滚压校直的工作机理，研究曲轴滚压校直专家系统。     

曲轴滚压强化机液压系统的设计

为提高曲轴靠疲劳强度和综合机械性能能,曲轴加工时常采用强化措施.从曲轴滚压机床的特点出发,设计了三级变压液压系统,采用了强化滚压与滚压校直相结合的方法,实现了自动定位、强化滚压、光整滚压3个过程,以提高滚压质量和滚压校直作用,对于曲轴圆角滚压系统的设计具有一定的参考价值.     

曲轴滚压加工残余变形的有限元分析

在对曲轴进行参数化三维实体建模的基础上，以480Q曲轴的切向滚压网角加工为例，借助ANSYS平台进行了有限元分析，预测了滚压后曲轴的残余变形，研究了滚压载荷与曲轴整体变形之间的关系，为曲轴校直提供了依据。     

电位器-异步电机SIEMENS S5 PLC程序软件位置闭环设计与调整一例

0前言我公司引进的德国HEGENSCHEIDT 7891型曲轴深滚压校直机为系列曲轴加工通用机床。对于具有不同主轴轴颈直径、不同连杆轴颈偏心的曲轴,在滚压校直程序执行前,采用PLC用户程序软件构成的电位器-异步电机位置闭环,根据主轴轴颈直径参数(对应机床参数滚压头高度)调整主轴轴颈滚压头垂直位置,根据连杆轴颈偏心参数(对应机床参数连杆轴颈冲程)调整连杆轴颈滚压头曲柄连杆机构定点水平位置。本文主要阐述电位器-异步电机位置闭环的设计和调整方法。1系统结构在异步电机-电位器数字位置调节系统中,垂直位置和水平位置调整的驱动元件为齿…     

一种曲轴初始校直行程计算方法

针对曲轴校直中初始校直行程难以确定的问题,根据弹塑性力学理论和有限元方法,研究曲拐旋转角度对曲轴校直过程的影响。以8缸直列式往复发动机曲轴校直为例,应用有限元法计算了曲轴校直中3种加载工况,以及不同工况下曲拐在不同旋转角度对应的应力和变形,并建立了应力变形系数表,结合台阶轴校直行程算法,提出了8缸直列式钢质曲轴初始校直行程计算方法。在YH40-160型曲轴校直液压机上进行校直实验,结果表明,该方法能有助于曲轴初始行程计算,可提高校直效率。     

曲轴圆角滚压强化系统设计

曲轴是发动机中重要的零部件之一 ,其加工质量直接影响发动机的性能。曲轴圆角滚压强化是提高曲轴综合机械性能的关键工艺 ,经过滚压强化的曲轴 ,在机械强度和疲劳强度方面均有大大的提高。尽管国内大多数发动机制造单位还没将滚压强化工艺应用到实际的曲轴生产中 ,但他们已越来越认识到曲轴滚压强化处理是提高产品竞争力的重要手段。目前 ,国内只有少数厂家实现了曲轴滚压强化 ,但大多数采用的相关工艺设备是国外引进的 ,由于曲轴滚压强化技术的复杂性 ,国内只有少数科研和设备制造单位做这方面的试验和研究 ,国产设备也只有东风汽车公司在…     

汽门校直

汽门校直方法手工校直,有消耗人力多、生产效率低、技术熟练程度要求高和工作环境差等缺点,不适宜大批量生产中使用。机械校直。日本津上公司生产了汽门校直机,校直杆部直径9.3mm的汽门,在115.5mm长度上,杆部跳动为0.08mm以内,毛坯滚压前的跳动应在0.38mm以内,滚压时间为5s。在我国,有些杆件已采用了机械校直,但校直精度不理想。如某人力车厂利用两个平行的光滚子校直16Mn杆件,直径32mm、长1080     

曲轴圆角滚压有限元分析

通过对某六缸曲轴进行三维有限元建模,结合曲轴圆角滚压强化系统的研究,采用ANSYS Workbench工程软件对曲轴圆角滚压过程进行仿真;并对对滚压后的残余变形以及应力应变分布情况进行分析.结果表明,滚压过程中最大滚压力和最大应变不是出现在同一位置,塑性应变区域位于圆角凹面两侧边缘,冷作硬化后产生的残余压缩应力达到了滚压强化目的;滚压过程必须合理控制滚压进给量.这对计算机仿真技术应用于曲轴设计及生产有着积极的指导作用.     

基于神经网络的曲轴残余应力预测

基于曲轴强化的残余应力理论,将人工神经网络引入发动机曲轴圆角的残余应力预测中,首先利用DEFORM有限元软件对480Q曲轴进行滚压试验,得到数组不同滚压参数对应的残余应力,然后根据此数据建立了比较稳定的神经网络,并利用此网络预测曲轴圆角滚压后的残余应力.该神经网络与有限元分析结果比较接近,为曲轴滚压中残余应力预测提供了一种新方法.     

曲轴圆角滚压工艺参数优化研究

在对曲轴圆角滚压加工过程分析的基础上,利用ANSYS有限元分析软件的LS-DYNA模块建立了其圆角滚压动态分析模型;并基于该模型分析了滚压过程中工艺参数对曲轴圆角处塑性变形及残余应力的影响规律。研究结果表明:在滚压力一定时,随着滚压圈数的增加,滚压圆角处塑性变形量和残余应力增大,但达到一定圈数后,塑性变形量和残余应力的变化幅度不再明显。滚压圈数一定时,随着滚压力的增大,塑性变形量与残余应力增加速率随滚压力的增加不断减小。研究结果为曲轴滚压加工过程中工艺参数的选取提供理论依据。     

汽车发动机曲轴断裂分析

汽车发动机曲轴在台架试验过程中突然从连杆轴颈圆角远离扇板一侧边缘发生旋转弯曲疲劳断裂。综合运用断口宏微观观察、表面粗糙度（R_a和R_z）测量、残余应力测试及截面金相观察技术，确定曲轴疲劳断裂主要由轴颈圆角滚压不良导致局部萌生微裂纹及工作过程中受到短时异常应力作用引起；轴颈圆角比技术要求的略小对曲轴疲劳断裂具有促进作用。单一的表面粗糙度R_a不能完好反映轴颈滚压质量，建议采用残余应力测试、表面粗糙度R_a和R_z相结合的方法评价轴颈滚压质量。     

Analytical solution of the tooling/workpiece contact interface shape during a flow forming operation

Flow forming involves complicated tooling/workpiece interactions. Purely analytical models of the tool contact area are difficult to formulate, resulting in numerical approaches that are case-specific. Provided are the details of an analytical model that describes the steady-state tooling/workpiece contact area allowing for easy modification of the dominant geometric variables. The assumptions made in formulating this analytical model are validated with experimental results attained from physical modelling. The analysis procedure can be extended to other rotary forming operations such as metal spinning, shear forming, thread rolling and crankshaft fillet rolling.     

用非表面强化方法提高铸态球铁曲轴的可靠性

在不采用圆角滚压等表面强化处理的条件下，为使铸态球铁曲轴的弯曲疲劳强度和耐磨性达到技术要求，采取了三个措施：（1）通过合金化和优化铸造工艺，使强度和韧性达到最佳匹配；（2）加大连杆轴颈与曲柄臂的过度圆角；（3）增大曲柄臂的厚度，曲轴弯曲疲劳弯曲强度对比试验和300h台架可靠性试验以及25000km道路试验均证明，采用上述措施制造铸态球铁曲轴的方案既降低曲轴成本，又能使曲轴具有足够的弯曲疲劳强度。     

滚压有限元模型数值模拟

滚压数值模拟是制定滚压工艺、预测滚压后工件表面残余应力分布,以及判定工件疲劳性能的重要工具。目前的滚压数值模拟主要集中在对曲轴以及回转体的分析,少有的对平面滚压数值模拟中,大多数也只分析了单圈或不到一圈的滚压过程,而且与实际滚压工艺存在较大的区别。为弥补以上不足,该文采用有限元商业软件ABAQUS提供的Explicit模块,并结合python编程语言,开发了更接近于实际的滚压模拟过程;采用该模型研究了滚压力的大小、滚针直径、表面摩擦系数等对于残余应力分布规律的影响,并通过H13钢的滚压实验,对模型模拟结果进行了验证。     

高强度高韧性球铁曲轴的生产

研究了合金化，二次孕育，热处理工艺及圆角滚压对球铁曲轴性能的影响，经实际生产验证，此工艺可使抗拉强度超过800MPa，伸长率超过5％。     

单轴双偏心定尺滚切剪运动轨迹求解及计算机仿真

根据单轴双偏心定尺滚切剪机构运动学分析,给出了机构运动轨迹的三维非线性方程,确定了在曲轴带动下任意时刻剪切机构各铰接点坐标,实现了对定尺滚切剪滚切过程的计算机模拟,为滚切剪设备的设计制造提供了一定的参考依据.