哈爾濱工業大學單德彬獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉哈爾濱工業大學申請的專利一種用于自動化汽車輪轂軸承精密鍛造模具的設計方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116638039B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210137122.X,技術領域涉及:B21J13/02;該發明授權一種用于自動化汽車輪轂軸承精密鍛造模具的設計方法是由單德彬;徐文臣;徐佳煒;袁林;徐振海;陳宇設計研發完成,并于2022-02-15向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種用于自動化汽車輪轂軸承精密鍛造模具的設計方法在說明書摘要公布了:本發明涉及汽車輪轂軸承鍛造技術領域,具體為一種用于自動化汽車輪轂軸承精密鍛造模具設計方法,模具包括上模和下模,所述上模與下模用于成型帶飛邊和沖孔連皮的輪轂軸承鍛件,本發明通過提出上下模側壁與鍛件產生的粘著力的計算方法從而優化分模面位置和沖孔連皮尺寸,并針對上下模的拔模斜度設計做出了修改。通過上述的優化和修改,獲得相對較小的鍛件與上模產生的粘著力,從而避免自動化鍛造產線中輪轂軸承鍛件的粘連上模。
本發明授權一種用于自動化汽車輪轂軸承精密鍛造模具的設計方法在權利要求書中公布了:1.一種用于自動化汽車輪轂軸承精密鍛造模具的設計方法,其特征在于:模具包括上模2和下模4,所述上模2與下模4連接,所述上模2與下模4之間設有鍛件3,所述鍛件3內沖孔連皮1,所述鍛件3為帶飛邊和沖孔連皮1的輪轂軸承鍛件,該方法包括以下步驟: 步驟1:按照鍛件設計手冊,進行鍛件3分模面和沖孔連皮1設計,鍛造技術手冊中記錄的分模面選擇原則是選在具有最大水平投影尺寸的位置上,并設在鍛件3側面中部,沖孔連皮1深度是上模2與鍛件3內孔接觸高度,H6為上模2與鍛件3內孔接觸高度,H6等于鍛件3內孔直徑D1,沖孔連皮1厚度T為0.5D1; 步驟2:將設計出的鍛件3進行有限元成形仿真,獲得鍛件3上所有側壁受到的法向應力,并在每個側壁上從上到下選取5-10個點,計算出每個側壁上的平均法向應力σ,則每個側壁受到的法向載荷為 F=σ*π*d*h 其中F為側壁受到的法向載荷,d為側壁直徑,h為側壁高度; 由于固體表面在微觀上呈現凹凸不平,其發生粘著的面積并不是宏觀上觀察到的名義接觸面積,其粘著面積一般由受到的法向載荷和材料的屈服強度進行估算為 其中Ad為粘著面積,F為接觸面受到的法向載荷,σs為材料的屈服強度,k為接觸系數,取值范圍為1×10-5~5×10-5,模具側壁和鍛件產生的粘著力為 FAdh=σShear*Ad 其中FAdh為粘著力,σShear為粘著點的剪切強度,Ad為粘著面積; 上模2側壁粘著力計算為FTAdh=FTPartAdh+FTHoleAdh+FTOtherAdh 其中FTAdh為上模2粘著力,FTPartAdh為上模2分模面側壁粘著力,FTHoleAdh為上模2沖孔側壁粘著力,FTOtherAdh為除上模2分模側壁和沖孔側壁的其余側壁粘著力,H4為上模2分模面側壁高度; 下模4側壁粘著力計算為FBAdh=FBPartAdh+FBHoleAdh+FBOtherAdh 其中FBAdh為下模4粘著力,FBPartAdh為下模4分模側壁粘著力,FBHoleAdh為下模4沖孔側壁粘著力,FBOtherAdh為除下模4分模側壁和沖孔側壁的其余側壁粘著力,H5為下模4分模側壁高度,H7為下模4沖孔側壁高度; 如果上下模側壁粘著力滿足 δ*FTAdhFBAdh+G 則不會發生粘上模2,其中δ為安全系數,取值范圍為1.2-2.5,G為鍛件3自重; 步驟3:約束輪轂鍛件3分模面的位置; 步驟4:約束沖孔連皮1尺寸設計; 步驟5:如果上下模側壁粘著力不滿足δ*FTAdhFBAdh+G,則需要對輪轂鍛件3分模面及沖孔連皮1尺寸進行優化,將上模2與鍛件3在內孔接觸高度H6和上模2分模面側壁高度H4作為未知求解參數代入可得上模2側壁粘著力FTAdh,將下模4沖孔側壁高度H7和下模4分模側壁高度H5作為未知求解參數代入可得下模4側壁粘著力FBAdh,將FTAdh和FBAdh代入公式δ*FTAdhFBAdh+G中,可得H4,H6,H5和H7的不等式關系fH4,H6,H5,H70,其中fH4,H6,H5,H7表示關于H4,H6,H5和H7的函數,然后優化輪轂鍛件3分模面的位置和沖孔連皮1尺寸,對H4、H6、H5和H7進行取值,使其滿足不等式fH4,H6,H5,H70 其中,H4為上模2分模面側壁高度,H5為下模4分模側壁高度,H6為上模2與鍛件3內孔接觸高度,H7為下模4沖孔側壁高度 步驟6:將新設計的鍛件3分模面及沖孔連皮1代入有限元仿真中,進行步驟2,從而校核粘著力,若滿足則此設計為最終設計尺寸; 步驟7:確定鍛件3上模2部分拔模斜度和下模4部分拔模斜度,然后輪轂軸承鍛造模具結構將根據優化完的分模面位置、沖孔連皮1尺寸以及拔模斜度進行繪制。
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