大尺寸摩擦片精冲工艺研究

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大尺寸摩擦片是车辆传动系统中重要的零件,是实现挡位切换和功率传递的关键零件之一。目前,针对大尺寸摩擦片制齿主要采用电火花线切割或插齿工艺。为了提升摩擦片的抗疲劳性能,通过线切割或者插齿加工的齿形需要进一步进行强化。精冲技术是在普通冲压基础之上发展起来的加工技术,精冲过程中利用V型齿圈压紧坯料,通过凸模和反压板共同作用使坯料切断,加工过程中,变形区受到三向压应力作用,在材料切断前基本保持塑性变形。因此,精冲零件剪切面光洁,表面粗糙度好,零件表面具有显著的加工硬化,存在较大的残余压应力。采用精冲工艺方法制齿的摩擦片无需经过后续强化即可具有较高的抗疲劳性能。本文针对大尺寸摩擦片结构特点,利用有限元分析方法,结合摩擦片精冲工艺实验,研究了大尺寸摩擦片精冲工艺。首先,根据大尺寸摩擦片结构特点,结合精冲技术原理,建立了大尺寸摩擦片精冲模型。针对大尺寸摩擦片带有摩擦层的结构特点,设计了凸起式反压板和窄边凹模结构。利用有限元分析方法,验证了大尺寸摩擦片精冲方案的可行性,并对大尺寸摩擦片精冲成形过程进行了分析。然后,针对材料各向异性导致的大尺寸摩擦片成形尺寸超差问题,通过数值模拟方法结合精冲实验,研究了大尺寸摩擦片精冲成形尺寸偏差规律。分析了尺寸偏差原因,开发了封闭式精冲工艺,解决了尺寸超差问题。最后,开展大尺寸摩擦片精冲工艺实验,对数值模拟结果进行了验证。检测结果表明,采用封闭式精冲模具加工的摩擦片,尺寸误差较小,误差大小符合图纸要求。摩擦片齿部产生了较大程度的塑性变形,齿部具有显著的加工硬化,齿根部具有较好的残余压应力。本文研究大尺寸摩擦片精冲成形工艺所取得的成果,为大尺寸零件精冲工艺提供了参考,扩大了精冲工艺的应用范围。
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