1、1毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化空心轴轧制成形数值模拟一、选题的背景和意义改革开发以来，我国经济飞速发展，为机械制造业的发展带来了巨大的动力。空心轴是最常见和用途最广的轴类零件，其具有重量轻，强度高，材料省等优点，被广泛应用于汽车、摩托车、电机中。经过几十年的发展，楔横轧技术逐渐被应用到空心轴的生产中。与传统的锻造或切削工艺相比，楔横轧工艺具有如下优点（1）生产效率高。每分钟可以轧制1030个工件，通常是其他工艺的520倍。（2）材料节约。在传统机械加工中（如切削加工）约有40的材料以切屑的形式浪费，而在楔横轧工艺中浪费的材料不足10。（3）产品质量好。楔横轧件金属纤维流线沿产品外形连
2、续分布，并且晶粒进一步得到细化，所以其机械性能较好。（4）工作环境好。由于楔横轧轧制过程中无冲击，噪音小，工作环境得到改善。（5）自动化程度高。楔横轧件从成形、表面精整到最后成品都是由机器自动完成，所需操作人员少。随着计算机技术的发展，运用有限元分析软件DEFORM来研究空心轴楔横轧成为最方便、最直接的方法。研究空心轴轧制成形原理，运用PRO/E软件建立三维模型，应用有限元数值分析软件DEFORM软件，对空心轴轧制成形过程进行计算机数值模拟，研究其成形机理。通过几十年的研究、实践，我国楔横轧技术无论是在设备方面还是在工艺方面都取得了一定的进展，现已成为世界上开发和投产楔横轧产品最多的国家之一。
3、随着我国制造业的发展，楔横轧技术必将为我国节能、节材、高效生产领域发挥重要作用。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题研究的基本内容1、研究空心轴轧制成型原理。两个带楔形模的轧辊，以相同的方向旋转，带动圆形坯料旋转，坯料在楔形型的作用下，轧制成各种形状的台阶轴。2、建立空心轴三维模型。在PRO/E中建立模具、工件、挡板等的三维实体模型。3、导入三维模型，确定物理模型，应用DEFORM软件建立数值仿真模型，研究空2心轴轧制变形机理。物理模型构造是否合理直接影响着计算效率、求解精度，所以，在构造物理模型时，以理论为指导，对各因素考虑周全，经过多次试算、对比分析、优化，最终得到一个能反映真实情况而又高
4、效的模型。4、研究工艺参数对轧制过程中模具、工件变形规律。从壁厚、成形角、楔展角、断面收缩率、轧制速度等工艺参数对模具、工件变形规律来分析。拟解决的主要问题用有限元分析软件DEFORM对空心轴轧制成型过程进行计算机数值模拟，研究其成型机理，为楔横轧技术进一步解决实际问题提供一些理论基础。三、研究的方法与技术路线通过建立三维模型，运用有限元数值分析软件DEFORM对楔横轧成形空心轴成形机理研究，分析不同工艺参数对轧制过程中模具、工件的变形规律。四、研究的总体安排与进度12周完成文献资料查阅、两篇英文翻译；34周结合所学知识和查找的文献写文献综述、开题报告；5周总体方案设计，研究空心轴轧制成型原理
5、；研究空心轴轧制成型原理建立三维数值模拟模型DEFORM软件建立数值仿真模型研究工艺参数对工件、模具的变形规律总结规律，撰写论文36周建立三维数值模拟模型，在PRO/E中建立模具、工件、挡板等的三维实体模型；78周导入三维模型，应用DEFORM软件建立数值仿真模型，研究空心轴轧制变形机理；910周研究工艺参数（如壁厚、成形角、楔展角、断面收缩率、轧制速度等）对轧制过程中模具、工件的变形规律；1113周总结研究结果，书写论文一份（10000字，约40页以上）。参考文献1杨翠苹楔横轧展宽过程的三维有限元分析D北京科技大学2001（3）7152左虹空心轴取代实心轴的设计与应用J石油化工设备1997（
6、4）61753RNEUGEBAUER,MKOLBE,RGLASSNEWWARMFORMINGPROCESSESPRODUCEHOLLOWSHAFTSJOURNALOFMATERIALSPROCESSINGTECHNOLOGY119200824284SURANKAR,MLOVELL,CMORROW,QLI,KKAWADADEVELOPMENTOFACRITICALFRICTIONMODELFORCROSSWEDGEROLLINGHOLLOWSHAFTSJOURNALOFMATERIALSPROCESSINGTECHNOLOGY177200643475贾正锐，梁继才，白志斌等空心件楔横轧变形载荷测
7、试J实验技术与试验机1993（3）22266李显玉凸轮轴轧制工艺的研究J模具制造2007（12）18257卫原平，彭颖红，阮雪榆金属塑性成形过程的计算机模拟系统J上海交通大学学报1996（3）30368束学道，胡正寰大型轴类件楔横轧成形可行性分析J重型机械2005（4）85899汪建敏，余凯飞，胡密，祝海燕，龚贵春空心轴类件楔横轧仿真及壁厚变化规律J热加工工艺2008（23）485110梁继才，任广升，白志斌等空心件楔横轧参数对轧件壁厚变化的影响J农业机械学报19961344011吕增亭楔横轧轴类零件的矫正J机械工程师199812222912张巍，胡正寰轴类零件轧制技术的应用与发展J机械工人（热加工）2001（1）444813刘光宇，虞跃生，万贤毅计算机模拟技术在金属塑性成形中的应用J汽车科技2000（6）813414李传民，王向丽等DEFORM503金属成形有限元分析实例指导教程M北京机械工业出版社2007293615应富强，张更超，潘孝勇三维有限元模拟技术在金属塑性成形中的应用J锻压装备与制造技术2003（5）3744
