锻压机械汽车工业论文

【摘要】本文对车用主减速器从动螺旋伞齿轮几种成形方法的特点进行了简要介绍，并对螺旋伞齿轮锻造成形工艺及其模腔进行了分析，为螺旋伞齿轮锻造成形工艺的研究提供了参考。下面是小编为大家整理的《锻压机械汽车工业论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

锻压机械汽车工业论文 篇1：

具有滤芯寿命监控功能的过滤装置设计与研究

摘 要：对滤芯寿命检测原理进行了分析，设计了一种具有可以判断滤芯寿命并提醒更换功能的过滤装置，对过滤装置的结构方案进行了研究，对自动检测系统方案进行了设计。

关键词：滤芯寿命；监控；过滤装置

1 概述

液压与气压传动是现代化的机电设备中经常采用的一种传动方式，广泛应用于机械制造、汽车工业、航空工业、工程机械、建筑机械、锻压机械、矿山机械、食品机械、包装机械、电子工业、印染机械等行业。

在液压或气压系统工作时，会产生杂质，影响系统工作，需要选用一定的过滤装置，对流体进行过滤，清除杂质。常用的过滤装置是采用滤芯进行过滤，滤芯是易消耗品，需定期更换。目前一般是依靠工人经验估计滤芯寿命，即何时更换滤芯，主要存在的问题有：第一，滤芯早已经达到寿命却没有更换，从而影响系统性能、生产效率和生产安全；第二，滤芯还没有达到寿命，可以继续使用，提前更换造成很大浪费，提高了生产成本。

針对上述问题，本文设计了一种可以自动监测滤芯寿命并具有报警提醒功能的过滤装置方案，可以极大地规范滤芯的更换操作，节约成本，提高效率，避免人为估计产生的诸多问题。

2 具有滤芯寿命监控功能的过滤装置的设计

液压油或气体经过滤芯过滤后，其在管路内的压力会有一定下降，利用压力传感器监测过滤装置输出端的流体压力，利用单片机计算输出端压力值并同设定压力值比较，当输出端压力值降低到等于或小于设定压力值后，即判断滤芯达到使用寿命，并发出报警信号，提示用户及时更换滤芯。系统主要分为机械结构和控制器两部分。

过滤装置主体由控制器、壳体、输入接口及其上的输入阀、输出接口及其上的输出压力传感器和输出阀构成，滤芯安装在壳体内，输入接口连接液压或气压管路的输入端，输出接口连接液压或气压管路的输出端，液体或气体由输入接口流入壳体，流经滤芯，过滤后，由输出接口流出。输出压力传感器测量输出端液体或气体压力。

控制器以单片机为核心，输出压力传感器接口连接输出压力传感器的数据线，压力数据由单片机进行处理，由数码管显示模块实时显示，按钮组件用来设定输出压力设定阈值和系统复位，指示灯有红、黄、绿三色，表示当前的输出端压力状态，时钟模块用来产生实时时间信息，帮助计算当前滤芯的使用时长，存储器用来保存设定好的压力值阈值和滤芯更换记录。报警器驱动器由继电器电路构成，受单片机控制，驱动报警器工作。

工作时，首先关闭机械阀，打开壳体，放入滤芯，通过按钮组件输入设定压力阈值。打开机械阀，接通输入和输出，液压油或气体由输入接口进入壳体，经过滤芯过滤掉杂质，由输出接口输出，输出压力传感器测量输出接口处的流体压力，数据由控制器中的输出压力传感器接口传送给单片机，数码管显示模块实时显示当前输出压力及滤芯的累计使用时间。正常情况下，指示灯为绿色，当单片机计算发现输出压力的降低值达到输出压力值与设定压力值之差的80%后，指示灯变为黄色，当单片机计算发现输出压力降低到等于或小于设定压力值后，指示灯变为红色，同时单片机输出控制信号给报警器驱动器，驱动报警器工作，发出报警声音，提醒及时更换滤芯。

3 结语

本项目方案实现了对液压或气压系统过滤装置的滤芯寿命的自动分析，并具有提示功能，更适用于单体监测控制。未来也可以通过升级改造，强化通信联网功能，实现远程监控。

参考文献：

[1]许福玲，陈尧明.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]甘晓晔.测试技术[M].北京：机械工业出版社，2015.

[3]张元良，等.单片机综合设计实用教程[M].北京：机械工业出版社，2013.

作者简介：郎庆阳，男，讲师，研究方向：机电一体化应用。

作者：郎庆阳　张楠　吴明超　张亚军

锻压机械汽车工业论文 篇2：

车用主减速器从动螺旋伞齿轮锻造成形工艺研究

【摘 要】本文对车用主减速器从动螺旋伞齿轮几种成形方法的特点进行了简要介绍，并对螺旋伞齿轮锻造成形工艺及其模腔进行了分析，为螺旋伞齿轮锻造成形工艺的研究提供了参考。

【关键词】螺旋伞齿轮；铸造工艺；锻造工艺；模腔

0.引言

随着我国制造业水平的不断提升，我国汽车工业在向环保、舒适、节能、安全等方向发展。汽车从动螺旋伞齿轮作为汽车的重要部件，性能的好坏直接影响汽车的安全和传动效率。其生产工艺的优化对整个机械行业的整体技术水平提高具有至关重要的作用。

1.汽车从动螺旋伞齿轮成形方法简介

1.1铸造成形法

螺旋伞齿轮长期采用的加工工艺是锻造成形法方法，汽车传动的主动和从动螺旋伞齿轮，其生产工艺是先用铸造制坯，然后进行机械加工的方法。在长期的应用中，铸造加工逐渐发展成一种比较成熟的工艺，并成为主流的工艺[1-3]。但是这种方法的缺点和不足同样很突出，效率低下，对材料的浪费严重，在切削过程中，材料内部的流线被严重的破坏，极大的影响了齿轮重要部位的抗弯曲坯料的能力，耐磨性和防腐蚀性能也有很大程度的降低，进而影响其寿命[4]。其工艺路线如图一。

图一

1.2锻造成形法

锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。[5]要使车用螺旋伞齿轮节能降耗、降低成本，需要用锻造工艺直接生产减速器螺旋伞齿轮，通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，必须保证工艺的可靠性和可行性，模具寿命是否足够高以收回成本，其中稳定性是一个关键问题，能不能充满，会不会出现折叠，脱模性如何[3，4]。用物理模拟的方法进行研究显然是奢侈的，会浪费很大的人力物力，产生大量的模具材料费、模具加工费、研发时间也会很长。需利用有限元方法和数值模拟清晰的显示成形过程中的每一个细节，对成形缺陷的优化更简洁。其工艺路线如图二：

图二

1.3铸造锻造成形方法比较

1.3.1微观组织性能得到改善

锻造的特点在于，成形过程中坯料收到三向压应力作用，促使材料晶粒细化，提高了组织的致密性，很多缺陷愈合。使得金属流线都沿着外表面，消除了残余应力，热处理后齿形基本不会变形，从而使得齿轮的性能得到提高。从理论上说，锻造后齿轮抗冲击强度提高了15%，抗弯曲疲劳寿命和强度均能提高20%以上[6]。

1.3.2精度较高

一般齿轮锻造后不需要机械加工，或者只要进行少量机械加工就可以进入热处理环节，并开始使用。这样就使得生产效率得到了提高，生产成本相应的降低。从理论上说，使用精锻生产齿轮，与通常机械加工对照，生产效率能够翻倍，如果进行批量生产，成本会降低三成以上，材料利用率提高大约40%。从经济的角度考虑，如果零件一批生产超过2000件，精密模锻的优点就十分突出。若现有的锻造和加热设备能够满足工艺要求，超过500件时便可以采用精密模锻技术进行生产，精锻的优势也会有比较好的体现[7]。

1.3.3与机械加工方便比较，精锻可以减少机床和场地的利用量，而且，研究发现，精锻齿轮具有较小的啮合噪音

综上所述，精锻齿轮相比传统的机械加工，能够显著提高产品性能和节约成本。

2.车用主减速器从动螺旋伞齿轮锻造成形工艺

车用主减速器从动螺旋伞齿轮采用一火两锻，工艺流程为：坯料少无氧化加热→制坯（镦粗、 冲孔、 扩孔）→粗锻→精压→表面清理→车削除齿面以外其他部分→精铣齿面→热处理→磨内孔。这里对螺旋伞齿轮成型过程中的制坯、粗锻、终锻进行设计。

2.1制坯工步设计

在精锻螺旋伞齿轮时，坯料形状和尺寸的选择极为重要，它不仅影响轮齿成形，而且影响锻件内部质量及锻模寿命。为了确保良好的成形，减少坯料成形初始阶段的自由镦粗的时间，坯料的外直径应尽量接近齿根圆。根据体积不变定律，螺旋伞齿轮精锻成形所用原始坯料的体积和重量应当与精锻成形件的体积和重量相等，以及原始坯料的高度L与直径D之比必须小于2.5的原则[8]。为了使金属流动易于充满齿形，坯料要预成形，加工成与锻件形状接近的圆锥或圆柱台形。设计当中根据精锻成形所用原始坯料的体积和重量应当与精锻成形件的体积和重量相等原则，设计了预制坯，预制坯形状如图三所示

图三 预制坯实体模型

2.2粗锻、终锻工步设计

粗锻的填充是为了保证终锻更好的成形，因此在粗锻时可适当加大过渡处的圆角，但过大的圆角有可能在终锻时产生折叠，因此必须注意R的选择， R必须符合式 R1=R+C的要求，其中R为终锻模腔上相应处的圆角半径。式中的C值按表1选取。

表1 C与h的关系

根据以上设计原则，螺旋伞齿轮在中心分流工艺中上下凸模带有圆台凸台的预锻件及终锻件的形状。依据螺旋伞齿轮的锻件图以及工艺要求，运用UG建立的螺旋伞齿轮精锻模具的实体模型如图四所示。

（a）预锻件 （b）终锻件

图四 预锻件及终锻件图

2.3模腔的设計

（1）为避免预锻件放入终锻型腔中产生折叠和流线交错的缺陷，必须保证预锻件和终锻型腔的匹配，因此预锻型腔必须与终锻型腔匹配。

（2）为保证终锻的充填，再设计预锻件时，一般都是考虑使预锻件在终锻型腔中以镦粗的方式充填，预锻模具的分模面相较终锻型腔要小一些，连皮尺寸要厚一些。

（3）通常设计时，预锻件要比终锻模膛高度方向高2-5mm[9]，这样可以使金属在预锻时高度方向流动的阻力减小，保证终锻时，型腔的填充。 （下转第210页）

（上接第148页）（4）预锻件放入型腔时，希望以压入方式填充终锻型腔，预锻型腔拔模斜度一般与终锻型腔相同，这样当预锻件进入终锻型腔时，锻件会接触终锻模腔壁，逐渐流向模腔深处，可以有效防止因为不良好贴合而产生的折叠和流线不顺问题。

（5）因为终锻模膛在更大程度上保证了锻件的质量精度，因此，我们必须保证较大的变形量在预锻时完成，以减少终锻模具磨损。在设计圆角过渡部位时，或转角部位时，一般先在预锻模腔上设置一个较大的过度，然后在终锻模腔上设置比较准确的过度，这样，可以改善金属流动，减少产生折叠和流线不均匀的问题。

（6）对于锻件上一些小的凸台、凹槽，这些小的结构在终锻时就可一次成型，不需要预锻时设置过度。有时设置过度反而会增加缺陷产生的几率[10]。

3.结语

目前，世界汽车工业正向着轻量化、高速、安全、节能、舒适、低成本、长寿命与环境污染小的方向发展。减速器齿轮作为汽车重要部件，其需求不断增加，生产方法也不断发展，铸造、锻造以及各种成形相结合的各类新技术不断涌现。锻造齿轮已在制造企业中得到了广泛的使用。 [科]

【参考文献】

[1]舒其复.螺旋伞齿轮的精锻工艺[J].锻压机械，1988，（2）：23-25.

[2]王向东，张宝红，张治民.直齿圆柱齿轮精锻技术的发展现状与趋势[J].锻压设备与制造技术，2006，（2）：21-24.

[3]谢此.实用锻压技术手册.机械工业出版社，2003.

[4]邓克.直伞齿轮精锻技术的应用及发展[J].安徽工业大学学报，2005，22（2）：169-173.

[5]石英.齿轮材料性能要求及正确选材[J].通用机械，2004，（5）：92-93.

[6]张成军.实验设计与数据处理[M].北京：国防科技大学出版社，2009.

[7]中国机械工程学会锻压学会[M].锻工手册（下册）.北京：机械工业出版社，1982：182～196.

作者：王莉霞

锻压机械汽车工业论文 篇3：

智能金属加工设备市场与发展进程

摘 要：金属加工工艺与设备是机械制造领域重要的构成要素，其中智能金属加工设备更是目前行业内最受关注的设备类型。立足于智能金属加工设备市场化现状，首先分析了智能金属加工设备市场化过程中面临的主要问题，其次对智能金属加工设备市场化的发展趋势与特征进行了阐述，并提出了相应的优化建议，希望可以为我国智能金属加工设备的市场化进程提供思路与借鉴。

关键词：智能加工设备；前景；发展过程

引言

金属加工包括黑色金属与有色金属的加工，其涉及到工艺上的磨削、切削、变形以及成型和表面处理等多个环节步骤。金属加工的机械设备主要包括有成型机械、锻压机械、锻造机械以及雕刻机械等等类型，常规条件下我们会默认机床等同于金属加工机械。如果再进行细分，还包括有铣床、磨床、车床以及剪切机、矫正机、折边机和抛光机等等，不同的类型还具有更为细分的机床类型。为了进一步分析智能金属加工设备的市场化进程，现就行业发展现状介绍如下。

一、智能金属加工设备市场发展现状

金属加工在我国是一个很大的产业群体，其不但涉及到产品加工、机械设备生产等领域，对于许多工业现代化项目与行业都具有密切的关联。纵观我国金属加工设备市场的发展历程来看，随着改革开放成果逐渐显现，我国机械加工设备市场依然处于持续增长的阶段，但是受制于加工行业自身发展时间短，核心技术掌握不全，导致行业在发展中依然面临许多问题。我国金属加工设备市场发展过程中，经历了摩托车、家用电器、电子通讯设备以及汽车工业的发展内需拉动，在多轮拉动引导下，我国不但成为全球屈指可数的铸造大国，同时也在一些区域内建成了高水平的金属加工产业链条，比如著名的长三角地区、山东河南等地区的金属加工产业都十分发达，带动了市场、培训、金融和出口，为区域发展做出了巨大的贡献。当然，在发展过程中也出现了一些波动，受到国际经济社会形式的影响，近期欧洲与美国的出口贸易额不断下滑，导致一些出口市场为主的企业出现了明显的缩水，尽管国家在政策方面给与了一定的优惠与支持，但是由于缺乏更为权威的技术支持与引导，再加上行业内部出现恶性竞争等问题，导致行业产业结构调整与产品升级成为迫在眉睫的事情。

二、智能金属加工设备市场发展中面临的主要问题

1.资金与技术匮乏

在不同的社会发展时期，生产技术的表现形式也不尽相同，但是无论任何时候，行业发展都离不开资金与技术的支持。目前，我国进入到现代化发展的关键时期，互联网等新兴行业的出现吸引了大量的人才与资金，智能金属加工设备虽然属于智能制造领域，本身也属于具有一定发展潜力的行业，不过其对于技术人才的吸引力要显著低于金融以及互联网等行业，所以技术的发展性与可持续性不足。另外，由于我国很多传统企业在发展过程中缺乏对于技术的认知，导致技术投入不足，进而进入到一个死循环，影响了企业自身发展。

2.受到传统生产模式影响与制约

机械智能加工产品具有一定的双重特性，其本身属于生产资料，但是又同时属于消费产品。在传统的生产模式与定位中，往往会将智能金属加工设备作为产品而非生产资料，这样在市场营销与发展中可能就会面临一些新的问题。除此之外，机械行业发展至今，其市场的整体占比较大，传统的设备依然具有较大的存量，如何淘汰这些传统设备，更新智能化设备也是目前行业必须要面临的问题。设备发展速度较快，许多企业都不愿意投入大量资金更新设备，导致加工效率降低，效益降低，进而反作用于行业的发展，导致产业停滞、落后，加工发展受阻。由此可见，传统的生产模式会在一定程度上影响并制约行业的发展，而要解决该问题唯一的办法就是实现产业结构化调整与改革。

三、智能金属加工设备市场发展趋势

1.智能机床

目前，在众多智能金属加工设备中，智能机床可以说是最受到关注的设备类型之一。在达到一定智能水平后，机床能够有效提升金属加工的质量稳定性，对于降低生产成本也具有一定的贡献。根据不完全统计显示，我国数控金属切削机床的总数量超过80万台，而这个数值将在2021年超过85万。所谓智能机床设备，其实际上就是通过智能控制技术融入到机床技术当中，借助于模块化的系统来实现软硬件配合操作，最终自动完成复杂的加工任务。为了实现加工智能化，就必须借助于多个模块，智能机床的模块主要包括以下三个方面：其一，人机交互系统，智能机床必须配备完善的智能交互系统，通过输入各种信息以及反馈加工条件来完成人机互动，从而提升加工效率以及执行的精准性；其二，必须能够向操作人员提供丰富的加工模式并提供独立的加工服务，智能机床在出厂时就设定了大量的加工功能与模式，即使操作人员并没有专业机床操作知识，在进行适当学习后也可以熟练应用并掌握，这就降低了对于人员技术水平的要求，提升了推广的可行性；其三，必须能够随时检查机床状态并进行自我调整，智能化设备在使用时会全自动完成处理任务，所以自我检查状态与反馈调整十分重要。通过自我检查与学习机制，智能机床能够迅速完成交付的处理任务，并在无人值守的条件下依然能够确保产品生产质量。

2.模具智能工厂

当前，我国金属加工设备市场的主要拉动力来自于汽车加工行业以及家电制造行业。其中，模具市场规模最大，达到了4000亿元以上。作为产业制造体系中的重要环节，模具的生产水平也将直接决定工业发展的高度。目前，我国模具工业进入到了崭新的发展阶段，而最具有代表性的技术就是模具智能工厂技术。该技术能够通过智能控制模块集成多种模具加工功能，以此来实现更为自动、便捷的操作，提升产品质量的同时也提升了生产效率。值得注意的是，智能模具工厂的出现改变了原有生产难度大、开模成本高的问题，从而为推进智能设备与工业现代化提供了新的思路与契机。随着模具智能工厂全要素解决方案的出台与落实，未来自动化智能生产也将实现单元化到集成化，实现物流到信息流的转变，这也为智能软件的多元化集成创造了新的条件。

3.3 D金属打印技术

3D金属打印技术主要包含了3D修补、打印以及激光处理，该技术随着技术成熟度的提升逐渐体现出的新的发展优势。在搭建自动化工艺模块系统的同时，能够有效确保整体生产性能。3D金属粉末在金属加工中属于一种特殊的原材料，其在应用时可以迎合不同类型加工需求。不过，目前3D金属打印技术也具有一定的短板与局限性，比如打印速度较慢，可选材质不多以及强度达不到预期标准等问题，但是相信随着技术的升级与发展这些问题也将被逐渐克服。

总结

綜上所述，智能金属加工设备市场的发展离不开资金、技术以及国家政策的支持。受到传统生产模式的影响与约束，目前智能金属加工设备的发展依然需要解决许多问题。本文结合行业发展实际，试着从智能机床、模具智能工厂以及3D金属打印技术三个方面对设备市场的发展趋势进行了分析与阐述，希望能够为智能金属加工设备市场化发展提供思路与见解，也为行业的快速健康发展贡献一份力量。

参考文献：

[1]郭小燕.浅析机械数控加工技术水平的提升与对策[J].山东工业技术，2018（20）：37.

[2]李红平.机械加工精度的影响因素与控制对策[J].科技风，2018（24）：184.

[3]庄载旺.机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].现代工业经济和信息化，2018，8（08）：82-83.

[4]倪焕民.有色金属加工现状与发展分析[J].资源信息与工程，2018，33（03）：94-95.

[5]汪鹏飞. 金属管材数控弯曲成形及仿真分析[D].沈阳工业大学，2018.

作者：马俊鹏