本文關鍵詞：TU2薄壁銅管旋鍛工藝分析及設備開發(fā)

  更多相關文章： 薄壁銅管 旋鍛 有限元 單因素試驗 自動縮口機 熱管

【摘要】：熱管作為一種高效的相變傳熱元件,廣泛應用于各個領域。銅管縮口是制造熱管的重要工藝,縮口質量直接影響后續(xù)加工工藝,進而影響熱管的傳熱性能。本文以TU2薄壁銅管為研究對象,通過理論分析、數(shù)值仿真和實驗測試的方法,研究薄壁銅管旋鍛縮口的成形過程及工藝參數(shù)對縮口質量的影響規(guī)律。文章介紹了熱管的制作過程和縮口要求,分析了幾種常用的縮口工藝及其特點,選擇無芯旋鍛方法作為薄壁銅管的縮口工藝;闡述了旋鍛縮口的工作原理;得出了主軸轉速n、滾柱半徑r、錘頭圓弧半徑Rh、環(huán)套內徑R與鍛打頻率??、鍛打行程δ的關系式;分析了鍛打時薄壁銅管的受力情況和金屬流動情況,并對鍛模形狀進行了優(yōu)化。采用MSC.Marc軟件建立薄壁銅管旋鍛縮口的有限元模型,模擬縮口成形過程,采用單因素法分別分析不同工藝參數(shù)下薄壁銅管的應力應變分布情況。應用觸摸屏、PLC等技術,設計了伺服型自動縮口機,對該設備的關鍵部件進行選型和校核,設計了主電路、控制電路和氣動回路,編寫了觸摸屏界面和PLC控制程序,并完成設備的組裝和調試。在研制好的縮管設備上,采用單因素試驗分別分析不同工藝參數(shù),包括工進速度、鍛模角度、縮口系數(shù)、鍛模數(shù)量、錘頭圓弧半徑和鍛模邊形狀進行鍛打時,薄壁銅管的縮口質量。結果表明:其他因素不變的情況下,增大工進速度,銅管的伸長率降低;增大鍛模角度,銅管的生產效率和伸長率降低;減小縮口系數(shù),銅管的生產效率降低,伸長率增大;對比圓弧半徑為R27和R21的錘頭,采用R27錘頭鍛打時,銅管的生產效率和伸長率更低;對比三瓣鍛模和四瓣鍛模,采用三瓣鍛模鍛打時,銅管的生產效率和伸長率更低;過渡邊鍛模的縮口質量優(yōu)于銳邊鍛模。采用金相分析及顯微硬度測試技術研究了旋鍛縮口處銅管的晶粒變化情況及硬度變化情況,并分析了工進速度、縮口系數(shù)與縮口精度之間的關系。本文研究為選擇合理的工藝參數(shù),提高生產效率提供了有效的參考意義。
【關鍵詞】：薄壁銅管 旋鍛 有限元 單因素試驗 自動縮口機 熱管
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG319;TK172.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 引言11
• 1.2 熱管的工作原理及制作流程簡介11-12
• 1.2.1 熱管的工作原理11-12
• 1.2.2 熱管制作流程簡介12
• 1.3 管材縮口成形方式及研究現(xiàn)狀12-18
• 1.3.1 管材縮口成形方式12-14
• 1.3.2 縮口成形的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.4 論文的研究目標和內容18-19
• 1.4.1 選題來源18
• 1.4.2 研究目的18
• 1.4.3 研究內容18-19
• 1.5 本章小結19-20
• 第二章 熱管制作工藝及薄壁銅管旋鍛縮口工藝分析20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 熱管的制作工藝20-22
• 2.3 旋鍛縮口的工作原理及理論分析22-30
• 2.3.1 旋鍛縮口的工作原理及旋鍛機構22-24
• 2.3.2 薄壁銅管縮口理論分析24-30
• 2.4 本章小結30-31
• 第三章 薄壁銅管縮口工藝的有限元模擬31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 薄壁銅管旋鍛縮口模型建立31-36
• 3.2.1MSC.Marc有限元軟件介紹31
• 3.2.2 旋鍛縮口模型的建立31-36
• 3.3 薄壁銅管旋鍛縮口的有限元模擬分析36-44
• 3.3.1 旋鍛縮口的變形過程37-38
• 3.3.2 管件剖面的應力應變分布38-39
• 3.3.3 工藝參數(shù)對縮口質量的影響39-44
• 3.4 本章小結44-45
• 第四章 自動化旋鍛縮口設備的開發(fā)45-76
• 4.1 引言45
• 4.2 設備的整體方案設計45-46
• 4.3 旋鍛機構46-51
• 4.3.1 傳動機構的設計47-49
• 4.3.2 主軸的設計49-51
• 4.4 送料機構的設計51-54
• 4.4.1 集料機構51-52
• 4.4.2 抖料機構52-53
• 4.4.3 出料機構53-54
• 4.5 進給機構設計54-61
• 4.5.1 滾珠絲杠的選型55-59
• 4.5.2 控制電機的選型59-61
• 4.6 控制系統(tǒng)設計61-74
• 4.6.1 控制系統(tǒng)的總體方案設計61-63
• 4.6.2 主要控制元件及型號選擇63
• 4.6.3 主電路設計63-64
• 4.6.4 控制電路的端口連接64-67
• 4.6.5 氣動回路設計67-68
• 4.6.6 人機界面設計68-69
• 4.6.7 PLC控制程序編寫69-74
• 4.7 設備的安裝及調試74-75
• 4.8 本章小結75-76
• 第五章 薄壁銅管旋鍛縮口工藝的實驗分析76-98
• 5.1 引言76
• 5.2 實驗內容規(guī)劃76-78
• 5.2.1 實驗材料的準備76
• 5.2.2 薄壁銅管縮口質量評定76-77
• 5.2.3 試驗工藝參數(shù)77-78
• 5.3 實驗流程78
• 5.4 工藝參數(shù)對縮口質量的影響78-91
• 5.4.1 工進速度的影響78-80
• 5.4.2 鍛模角度的影響80-82
• 5.4.3 縮口系數(shù)的影響82-85
• 5.4.4 鍛模數(shù)量的影響85-87
• 5.4.5 錘頭圓弧半徑的影響87-89
• 5.4.6 鍛模邊的影響89-91
• 5.5 金相組織及分析91-92
• 5.6 加工硬化情況92-93
• 5.7 工藝參數(shù)對縮口精度的影響93-94
• 5.8 二次縮口鍛模的壽命優(yōu)化94-97
• 5.9 本章小結97-98
• 結論98-100
• 參考文獻100-105
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果105-107
• 致謝107-108
• 附件108

【參考文獻】

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本文編號：706701