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《基于正交試驗的某齒輪軸工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、文章編號：1672—0121(2014)02—0056—02基于正交試驗的某齒輪軸工藝參數(shù)優(yōu)化雷建波(海裝重慶局，重慶400042)摘要：齒輪軸成形屬于精密成形過程，其預制坯形狀對終鍛成形質量有至關重要的影響。本文以影響預制坯成形過程中的4個工藝參數(shù)——凸模速度、摩擦因數(shù)、預鍛凸模拐角斜度、預鍛凹模斜度為設計變量，終鍛成形載荷與坯料充填情況為目標函數(shù)，利用正交試驗，選用了4因素3水平進行試驗方案設計，利用De~rm一3d軟件分別模擬分析了各個不同試驗方案，得到了最佳工藝參數(shù)組合，并通過模擬驗證該優(yōu)化方案的正確性。試驗結果對生產實際具有一定指
2、導意義。關鍵詞：鍛造成形；齒輪軸；正交試驗；工藝優(yōu)化中圖分類號：TG316文獻標識碼：A0引言據(jù)作簡化處理，坯料設置為塑性材料、上下模具設置齒輪軸作為一種極為重要的傳動零件，越來越為剛性體，坯料的網(wǎng)格劃分為50000，步距0．5ram，多地應用于汽車、航天、儀表等行業(yè)，其產品質量要坯料材料選擇為20CrMnTiH3，坯料溫度設置為求也越來越高_l1。傳統(tǒng)的齒輪軸的生產工藝，存在著800~C，凸模與凹模的溫度設置為300℃，熱交換系數(shù)產品質量較難保證、模具使用壽命有限、成形工藝需設置為5。較大的變現(xiàn)力的問題圜。在齒輪軸精密成形工藝中，1．2正
3、交試驗其預制坯212藝在整個工藝中有著至關重要的影響_3J。正交試驗設計是研究多因素多水平的一種設計因而通過優(yōu)化預鍛工藝來提高齒輪軸生產質量，具方法，因而在進行試驗設計之前，必須確定合理試有重要的現(xiàn)實意義。驗因素及相應的水平數(shù)。本文在進行正交試驗前，根本文針對某型號(如圖1所示)的齒輪軸，對其據(jù)工藝生產實際情況作了相應的單因素試驗分析，預制坯形狀進行分析研究，為優(yōu)化齒輪預制工藝參得出了凸模速度、摩擦因數(shù)廠、預鍛凸模拐角處斜數(shù)，選取4個212藝參數(shù)——凸模速度、摩擦因數(shù)、預度d、預鍛凹模斜度d：為設計變量。各因素的范圍鍛凸模拐角處斜度、預鍛凹
4、模斜度為設計變量，終鍛及水平，如表1所示。成形載荷與坯料充填情況(坯料表1試驗因素和因子水平與模具最大距離)為目標函數(shù)，因素水平1水平2水平3運用正交試驗，利用De~rm一3D，(mm／s)260280300軟件分別模擬分析了各個不同{O-3O．5O．7試驗方案，分析得出最佳的不同d1／。263035參數(shù)工藝參數(shù)組合，并分析不同dJ。357工藝參數(shù)對成形載荷已經成形質量的影響比重。圖1齒輪軸根據(jù)以上的設計，本次試驗設計采用4因素x5水平的L9(4。)試驗表，如表2所示。試驗方案的建立與設計有限元模型的建立2試驗結果分析采用De~rm一3D進
5、行數(shù)值模擬分析，對相關數(shù)2．1極差分析利用極差分析法，分別分析了各個因素對成形日期：2013—09—24載荷和最大距離的影響程度，結果如表3、表4所示。簡介：雷建波(1977一)，男，工程師，碩士，從事動力裝備研究與制表中R為極差分析值，值越大則相應影響因素對造目標影響就越大，反之亦然。K表示工藝參數(shù)第i個表2正交試驗方案與模擬結果試驗號v／(mm／s){d1／。dJ。成形載荷xl03／t最大距離／mm1260O-32634．781．7522600．53056．171．763260O．73575．28l_7942800-33075．O01．
6、7752800．53556．181．796280O．72656．631．7673000_33555．721．78齟83000．52675．861．71(a)成形載荷效應圖9300O．73035．961．74水平下質量指標的平均值。從表3可知，4個因素對成形載荷的影響程度依次是：摩擦因素>預鍛凹模斜度>成形速度>預鍛凸模斜度；同理從表4可知，4個因素對成形載荷的影響程度依次是：預鍛凹模斜度>成形速度>預鍛凸模斜度>摩擦因素。基于以上的分析可知，對齒輪軸成形質量影響比較關鍵的兩個因素為預鍛凹模斜度和成形速度?！?b)最大距離效應圖表3試驗數(shù)據(jù)極
7、差分析結果(成形載荷)圖2效應示意圖成形載荷{dl從圖3可知，此時坯料與模具型腔的最大距離15．4105．1675．7575．640小于lmm，充填情況比較好，成形載荷為4．5x10t，5．9376．0705．7106．173說明優(yōu)化結果比較理想。K35．8475．9575．7275．380R0．5270．9030．0470．793、3總結表4試驗數(shù)據(jù)極差分析結果(最大距離)(1)首次把數(shù)字模擬和正交試驗的數(shù)學分析法最大距離{dl如相結合運用于對齒輪軸成形質量的工藝參數(shù)中。Kl1．7671．7671．7401．760(2)通過分析可知，影響
8、齒輪軸成形質量的關鍵1．7731．7531．7571．767因素為預鍛凹模斜度和成形速度。31．7431．7631．7871．757(3)得到了生產齒輪軸預制坯的最佳工藝參數(shù)：R
