降低勞動強度鋁管具有經濟可行性

2001,z1.doi:10.3969/j.issn.1001-3482.2001.z1.003. 汽車半軸中鋁管頻感應淬火的質量實時控制[J].材料科學與工藝,2005,1.doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2005.01.010.2010,2.doi:10.3969/j.issn.1000-3940.2010.02.003.[7]Y.K.LEE,S.R.LEE,C.H.LEE.Processmodifofbevelgearforgusthree-dimensionfinitelementanalysis[J].JournalofMateriProcessTechnology,2001,1/31/3.[8]H.K.MOON,M.C.LEE,M.S.JOUN.Anapproximefficifinitelementapproachtosimularotariformprocessanditapplictoawheel-bearassembly[J].Finitelementinanalysi&design,2007,1/21/2

     自工業革命以來都是人類進行生產制造的重要工具，被稱為工作母機。機床在經濟和國防現代化建設中起著戰略性作用，體現國家綜合國力的基礎性產業。鋁管的加工精度在一定程度上反應了社會的生產制造水平。車床作為一種通用性好、覆蓋面廣的高效率、高精度機床，機械加工制造中起到重要作用。車床主軸是車床上帶動夾具和工件高速旋轉的軸，工作時不但要承受扭轉力矩，還要承受彎曲力矩。主軸質量的好壞直接影響整臺機器的加工精度及使用壽命，因此是車床的關鍵零件之一。目前企業生產車床主軸毛坯采用的桿部拔長法的傳統鍛造工藝，其工藝流程為采用較大直徑的實心自由鍛造坯料，通過拔長工藝，保留法蘭盤處直徑尺寸，拔長出階梯軸，再通過深孔鉆或套料刀切削出深孔，得到滿足后續加工要求的鍛造坯料。這種傳統工藝雖然簡單，但存在坯料加熱體積大、能源消耗大的缺點，且深孔加工困難、材料利用率低、生產效率也較低。為優化車床主軸毛坯鍛造工藝，本文首次提出采用擺動輾壓工藝方案成形車床主軸毛坯，其工藝流程為:以厚壁無縫鋼管為原始坯料鋸切下料---多向液壓機端部聚料---熱擺輾成形法蘭。結合有限元理論對成形過程中金屬的應力應變、速度場、溫度場和成形力等因素進行了分析，所得主要研究結果有如下幾點:1優化了聚料中間毛坯形狀，將其設計為“上小下大”錐形，可避免擺輾過程產生蘑菇效應，更有利于金屬成形，減少飛邊的產生;
 采用擺頭芯棒形式的閉式擺輾模具，對擺輾參數進行了優化，并在一次變速進給的基礎上提出了多次變速進給方式，以得到更接近真實情況下的擺輾模擬結果，參考成形力數值選用260t臥式擺輾機;3通過對直角臺階擺頭擺輾過程的金屬流動缺陷的分析，設計出了錐角臺階擺頭結構。結果表明錐角臺階擺頭可避免金屬流動缺陷的產生，且更節省材料，經濟性更佳;4通過對比分析發現，空輾精整可擺正法蘭盤，使材料厚度填充均勻。經測量，多次變速空輾后的鍛件法蘭盤面變形平整，尺寸符合要求。通過經濟效益的定量計算發現，以某機床企業為例，若采用該工藝比傳統工藝每年可節約成本192萬元。初步論證研究結果表明，擺輾新工藝可有效降低成形力，提高產品組織性能，降低勞動強度，具有經濟可行性。