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离合器皮带轮挤压工艺与模具设计

中文摘要：.......................................................III 英文摘要: ........................................................IV 1 概述. (5)

1.1 前言 (5)

1.2 挤压工艺概述 (6)

砂1.2.1 冷挤压工艺简介 (6)

1.2.2 温挤压工艺简介 (6)

路肩枕1.2.3 热挤压工艺简介 (8)

1.3 挤压技术的研究现状和发展趋势 (8)

1.3.1 挤压技术的研究现状 (8)

碳氟化钾1.3.2 挤压技术的发展趋势 (8)

1.4有限元数值模拟技术在塑性成形中的应用 (9)

1.4.1 研究现状 (9)

1.4.2 发展趋势 (9)

1.5 本次课题的设计思路及设计内容 (10)

2 离合器皮带轮成形工艺与模具设计 (11)

2.1 零件工艺分析 (11)

2.1.1 结构分析 (11)

2.1.2 工艺分析 (11)

2.1.3 材料确定 (12)

2.1.4 形状设计 (12)

2.2 工艺计算 (14)

2.2.1 坯料尺寸的计算 (14)

2.2.2 纵向飞边尺寸的计算 (14)

2.2.3 挤压工艺方案评估 (15)

电机风罩2.3 模块设计 (15)

3 有限元模型的建立 (18)

3.1 DEFORM简介 (20)

3.2 DEFORM建模 (20)

3.2.1 导入几何模型 (20)

3.2.2 主参数设置 (21)

3.2.3 添加工件材料 (22)

3.2.4 网格划分 (22)

3.2.5 几何体之间定位 (23)

3.2.6 运动参数设置 (24)

3.2.7 接触和边界条件的定义 (24)

3.2.8 数据库文件的生成 (25)

3.2.9 数据模拟过程 (25)

4 有限元模拟结果 (26)

4.1 挤压力—行程曲线分析 (26)

4.2 金属流动分析 (27)

4.2.1 圆形棒料的金属流动 (27)

4.2.2 厚壁管坯料的金属流动 (29)

4.3 等效应力分析 (31)

4.3.1 圆形棒料的等效应力 (31)

4.3.2 厚壁管坯料的等效应力 (32)

4.4 确定最终方案 (33)系统升级补丁备份文件

5 铝合金7075的挤压成形性分析 (35)

5.1 铝合金7075简介 (35)

5.2 温度对铝合金7075挤压成形性能的影响 (35)

结论 (39)

致谢...........................................错误！未定义书签。[参考文献].. (40)

离合器皮带轮挤压工艺与模具设计

摘要：随着能源危机的日趋严重，人们对环境质量将更加关注，加之市场竞争日益加剧，促使锻件生产向高效、高质、精化、节能节材方向发展。因此用

挤压成形等工艺手段所生产的精化锻件的产量，在市场竞争中将得到较大

的发展。此外，汽车向轻型化、高速度、平稳性方向发展，对锻件的尺寸

精度、重量精度及力学性能等都提出了较高的要求。本设计通过对汽车离

合器皮带轮的工艺分析，确定其工艺方案为冷挤压成形，采用铝合金7075

为其成型材料。通过选取圆棒料和厚壁筒料作为离合器皮带轮毛坯，设计

了两套成形方案，并运用DEFORM-3D软件对出两种方案的成形过程进行

了模拟，得到成形过程中的力—行程曲线、金属流动规律及等效应力分布

图，通过对模拟结果的分析，确定了合适的挤压工艺方案，最后探讨了铝

合金7075作为本次设计的材料时的成形性分析。

关键词：离合器皮带轮，冷挤压，数值模拟，铝合金7075，成形性分析

Clutch housing extrusion process and Die design

Abstract: With the increasingly serious energy crisis, people will be more concerned about environmental quality, coupled with increasingly intense market

展频原理competition, led to the forging production efficiency, quality, refinement, the

direction of energy and materials. Therefore, extrusion and other processes by

means of forging production of refined production, will be greater competition

in the market development. In addition, the lighter cars, high speed, direction

stability, the dimensional accuracy of forgings, precision and mechanical

properties of weight and so put forward higher requirements. The design

process of automobile clutch analysis to determine the process plan for the cold

extrusion, molding material for aluminum alloy 7075. By selecting materials

and thick-walled cylindrical tube material as a clutch pulley blank, forming two

sets of program design and the use of DEFORM-3D software on the forming

process of the two programs to simulate the forming process by force - stroke

curve metal flow law and the equivalent stress distribution, through the

analysis of the simulation results, the extrusion process to determine the

appropriate solution, and finally discusses the design of aluminum alloy 7075

as the time when the material formability.

Keywords: clutch housing, cold extrusion, numerical simulation, alloy 7075, formability analysis

1概述

1.1前言

汽车空调离合器皮带轮作为带轮件，是汽车空调离合器中的重要机械传动零件，随着工业技术的不断发展，要求加工制造的产品精密化、轻量化、集成化；而竞争越来越激烈的市场要求产品性能高、成本低、生产周期短；日益恶化的环境要求提高原材料的利用率、降低能源消耗、减少污染，从而迫切要求对多层杯筒形零件的制造方法加以不断的更新和改进。

目前生产中，各式各样的多层杯筒形零件主要采用的生产方法有：机加工成形、分体制造后焊接成形、铸造或压铸成形、模锻成形、挤压成形等。采用传统的机加工成形，存在着生产效率低、材料利用率低、且经机加工后金属纤维的连续性遭到破坏、锻件使用寿命短等缺陷；分体制造后焊接成形由

于采用了焊接结构使得产品疲劳性能降低；铸造或压铸成形容易产生缺陷，从而导致产品报废率较高；模锻（大多采用热模锻）后再机加工成形，仍存在着坯料过热、过烧等缺陷，与前面的生产工艺相比，采用挤压方式成形多层杯筒形产品具有巨大的市场潜力，尤其是冷挤压和温挤压成形，这两种工艺突出的优点是产品的尺寸精度高、表面质量好、材料利用率高，产品的机械性能也得到了很大提高，同时随着生产设备的柔性化发展，亦可实现自动化生产从而提高生产效率[1]。

铝合金7075是一种时效强化型合金，属于典型的 Al-Zn-Mg-Cu 系高强合金，具有优良的综合性能，是航空、航天领域广泛使用的一种轻型结构材料。上个世纪二十年代中后期，Al-Zn-Mg-Cu 系合金是在德国科学家 W. Sander 和 K. L.Meissner 对 Al-Zn-Mg 合金研究的基础上发展起来的超硬铝合金[2]。近年来铝合金7075的应用范围不断扩大，不仅仅应用于航空航天，也开始广泛应用于汽车上对强度要求较高的零部件，以满足汽车轻量化的要求，从而节约能源的消耗。

综上所述，采用挤压方式生产汽车空调离合器皮带轮可以得到较好的综合机械性能，以铝合金7075作为材料，不仅降低了离合器皮带轮的重量，同时满足零件的受力要求。因此，本此课题采用挤压铝合金7075的成形工艺。

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