扭轉(zhuǎn)擠壓設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-30 21:56
新時(shí)代下,人們對(duì)新技術(shù)、新材料的需求越來(lái)越大。超細(xì)晶材料,它具有強(qiáng)度高、機(jī)械性能好等特點(diǎn),得到眾多國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的研究關(guān)注。為了更好的推進(jìn)此類材料生產(chǎn)研發(fā),提出了一種新型的扭轉(zhuǎn)擠壓工藝技術(shù),通過增大加工材料的變形量產(chǎn)生大的塑性變形,達(dá)到制備超細(xì)晶材料的目的。本文首先對(duì)扭轉(zhuǎn)擠壓工藝進(jìn)行介紹,計(jì)算分析扭轉(zhuǎn)擠壓過程中的材料變形,并且對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行分析和確定;再對(duì)扭轉(zhuǎn)擠壓設(shè)備的總體方案進(jìn)行確定,包括設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求、主要技術(shù)參數(shù)、總體結(jié)構(gòu)方案的確定以及主要零件的設(shè)計(jì)方案和強(qiáng)度計(jì)算;谂まD(zhuǎn)擠壓設(shè)備方案以及工藝研究對(duì)模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),按照模具結(jié)構(gòu)中各個(gè)零件的工作組成以及理論強(qiáng)度條件,完成各個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。之后對(duì)扭轉(zhuǎn)擠壓設(shè)備中液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),包括液壓系統(tǒng)的基本原理和工況分析,近而完成液壓元件的設(shè)計(jì)計(jì)算和相關(guān)選型。隨后利用AMESim平臺(tái)對(duì)設(shè)計(jì)完成的液壓系統(tǒng)元件進(jìn)行模型的搭建,對(duì)建立的系統(tǒng)模型進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和工作過程的仿真分析,從而驗(yàn)證了液壓系統(tǒng)的可行性;贒eform-3D有限元軟件對(duì)扭轉(zhuǎn)擠壓成形工藝進(jìn)行模擬仿真和研究,得出主要工藝參數(shù)對(duì)材料成形質(zhì)量的影響情況,并且利用扭轉(zhuǎn)擠壓設(shè)備進(jìn)行...
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
扭轉(zhuǎn)擠壓成形原理
的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10純銅的材料屬性[50]有如下幾個(gè)方面(1)純銅的加工性能。等;同時(shí)還可以進(jìn)行熱加工800~950℃,介質(zhì)呈現(xiàn)微氧化性(2)純銅的合金化性能材料,這些材料在彈性、耐磨性材料的強(qiáng)度以及切削性能。(3)純銅的導(dǎo)電性能。量大且價(jià)格便宜,所以在電子元件以及電氣設(shè)備中一些關(guān)鍵的連接部位泛采用。綜上所述,對(duì)純銅材料的優(yōu)異性能有了了解大。但是其自身在剛度以及硬度方面表現(xiàn)較差而又限制其進(jìn)一步的應(yīng)用發(fā)展綜合性能。2.1.2扭轉(zhuǎn)擠壓材料的變形分析從圖2.1中能夠得到扭轉(zhuǎn)擠壓坯料的變形情況以及模具裝置的基本組成結(jié)構(gòu)包含壓桿、擠壓筒、扭轉(zhuǎn)模以及坯料坯料同時(shí)對(duì)坯料施加載荷,扭轉(zhuǎn)模起到對(duì)坯料定位以及扭轉(zhuǎn)擠壓成形的作用牌號(hào)T1T2T3表2.1各類純銅的參數(shù):。純銅能夠適應(yīng)傳統(tǒng)的冷加工工藝,如拉伸同時(shí)加工,但進(jìn)行熱加工時(shí)需要調(diào)整其熱介質(zhì)條件介質(zhì)化性;阅。純銅具有獨(dú)特的性能,它可以和大多數(shù)元素構(gòu)成合金化性、耐腐蝕性、抗軟化性等方面表現(xiàn)顯著。純銅導(dǎo)電性較好,雖然不如金、銀導(dǎo)電性能好,因此對(duì)于純銅的市場(chǎng)開發(fā)也是潛力巨但,很難在工況環(huán)境惡劣的情況下使用進(jìn)一步的應(yīng)用發(fā)展。采用扭轉(zhuǎn)擠壓技術(shù)對(duì)純銅材料的進(jìn)行塑性強(qiáng)化圖2.1坯料扭轉(zhuǎn)擠壓的變形區(qū)域扭轉(zhuǎn)模以及坯料。擠壓筒對(duì)坯料起到導(dǎo)向的作用,銅和銀元素所占比例(%)熔點(diǎn)溫度(℃)99.951084.599.901065~1082.599.701065~1082碩士學(xué)位論文、彎曲以及精壓但進(jìn)行介質(zhì)條件,使溫度控制在它可以和大多數(shù)元,同時(shí)也提高了電性能好,但其儲(chǔ)備,使得銅材料廣用,從材料的進(jìn)行塑性強(qiáng)化,提高其得到扭轉(zhuǎn)擠壓坯料的變形情況以及模具裝置的基本組成結(jié)構(gòu),其中,壓桿是?
碩士學(xué)位論文扭轉(zhuǎn)擠壓設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)研究11壓力和扭轉(zhuǎn)模轉(zhuǎn)矩的共同作用,使得坯料發(fā)生劇烈的塑性變形,其變形區(qū)域可劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)部分。對(duì)于扭轉(zhuǎn)擠壓成形工藝其變形特性區(qū)域劃分中,bc、de為變形特性區(qū)域內(nèi)與擠壓口相交的交界面。根據(jù)Timoshenko和Godier[51]的研究分析結(jié)果,對(duì)坯料變形區(qū)域表面的轉(zhuǎn)速分布進(jìn)行近似假設(shè),如下圖2.2所示。其中在擠壓筒、擠壓口和扭轉(zhuǎn)模內(nèi)腔的坯料受到徑向切應(yīng)力均發(fā)生剪切變形。0R為初始半徑,fR為擠壓制品半徑,0ω為扭轉(zhuǎn)模的旋轉(zhuǎn)角速度。圖2.2坯料變形區(qū)域表面的轉(zhuǎn)速分布根據(jù)坯料表面的扭轉(zhuǎn)速度分布,對(duì)坯料變形特性區(qū)域內(nèi)的應(yīng)變速率以及流動(dòng)方向進(jìn)行分析研究,其計(jì)算分析過程如下:(1)扭轉(zhuǎn)模變形區(qū)域——Ⅲ區(qū)在Timoshenko和Godier對(duì)圓柱體扭轉(zhuǎn)分析結(jié)果中,提出了對(duì)坯料外表面的近似角速度假設(shè)公式:2=ayⅢω(2.1)其中a是待定系數(shù),y是圓柱坐標(biāo)系(θ)yr,,的軸向,坐標(biāo)原點(diǎn)為坯料上端面的圓心,坯料發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形區(qū)域的總長(zhǎng)用L表示,扭轉(zhuǎn)模內(nèi)腔的材料長(zhǎng)度用l表示。由式(2.1)可知,在Ly=處的表面角速度,見下式:012==ωβω=aLLyⅢ(2.2)其中1β為坯料在扭轉(zhuǎn)模出口位置的滑移參數(shù),根據(jù)上式從而得出待定系數(shù)201Laωβ=。所以式(2.1)可以替代為:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]累積疊軋TC4合金超細(xì)晶組織的制備[J]. 王點(diǎn),李仲洋,彭武賢,陳逸暉,劉國(guó)懷,王昭東. 稀有金屬材料與工程. 2018(10)
[2]純鎂在高壓扭轉(zhuǎn)處理中的結(jié)構(gòu)及硬度演變(英文)[J]. 顧及,楊曉輝,倪頌,宋旼. 稀有金屬材料與工程. 2018(05)
[3]大變形熱軋制備超細(xì)晶TC4鈦合金的組織與性能[J]. 姚學(xué)峰,付立銘,單愛黨. 機(jī)械工程材料. 2018(03)
[4]熱處理對(duì)累積疊軋制備Al/Mg/Al復(fù)合板材微觀組織演變及力學(xué)性能的影響[J]. 劉明星,聶金鳳,趙永好. 熱加工工藝. 2018(02)
[5]攪拌摩擦加工超細(xì)晶材料的組織和力學(xué)性能研究進(jìn)展[J]. 陳菲菲,黃宏軍,薛鵬,馬宗義. 材料研究學(xué)報(bào). 2018(01)
[6]基于Deform-3D的冷擠壓旋轉(zhuǎn)模設(shè)計(jì)與磨損分析[J]. 謝政龍,張慶. 機(jī)械制造. 2017(11)
[7]正擠壓-扭轉(zhuǎn)變形鎂合金的組織熱穩(wěn)定性[J]. 尹振入,盧立偉,盛坤,朱紅梅. 金屬熱處理. 2017(10)
[8]高壓扭轉(zhuǎn)法制備超細(xì)晶材料的研究進(jìn)展[J]. 宋月鵬,陳苗苗,高東升,王文珂,徐保巖. 熱加工工藝. 2017(03)
[9]室溫累積疊軋Mg/Al多層復(fù)合板材的界面表征[J]. 常海,鄭明毅,Heinz Guenter Brokmeier,甘為民. 金屬學(xué)報(bào). 2017(02)
[10]AZ31鎂合金擠壓過程的數(shù)值模擬[J]. 梁書錦,劉祖巖,王爾德. 稀有金屬材料與工程. 2015(10)
碩士論文
[1]扭轉(zhuǎn)擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)研究[D]. 謝政龍.南京理工大學(xué) 2018
[2]旋轉(zhuǎn)擠壓設(shè)備的設(shè)計(jì)與研制[D]. 吳偉.南京理工大學(xué) 2017
[3]連續(xù)擠壓輪的應(yīng)力分析和疲勞壽命研究[D]. 王瑞.大連理工大學(xué) 2016
[4]純銅的微觀組織與力學(xué)性能的晶粒尺寸效應(yīng)研究[D]. 胡師鶴.南京理工大學(xué) 2016
[5]隨焊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置的研制與其控制焊接變形的工藝研究[D]. 萬(wàn)青.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3009654
【文章來(lái)源】:南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
扭轉(zhuǎn)擠壓成形原理
的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10純銅的材料屬性[50]有如下幾個(gè)方面(1)純銅的加工性能。等;同時(shí)還可以進(jìn)行熱加工800~950℃,介質(zhì)呈現(xiàn)微氧化性(2)純銅的合金化性能材料,這些材料在彈性、耐磨性材料的強(qiáng)度以及切削性能。(3)純銅的導(dǎo)電性能。量大且價(jià)格便宜,所以在電子元件以及電氣設(shè)備中一些關(guān)鍵的連接部位泛采用。綜上所述,對(duì)純銅材料的優(yōu)異性能有了了解大。但是其自身在剛度以及硬度方面表現(xiàn)較差而又限制其進(jìn)一步的應(yīng)用發(fā)展綜合性能。2.1.2扭轉(zhuǎn)擠壓材料的變形分析從圖2.1中能夠得到扭轉(zhuǎn)擠壓坯料的變形情況以及模具裝置的基本組成結(jié)構(gòu)包含壓桿、擠壓筒、扭轉(zhuǎn)模以及坯料坯料同時(shí)對(duì)坯料施加載荷,扭轉(zhuǎn)模起到對(duì)坯料定位以及扭轉(zhuǎn)擠壓成形的作用牌號(hào)T1T2T3表2.1各類純銅的參數(shù):。純銅能夠適應(yīng)傳統(tǒng)的冷加工工藝,如拉伸同時(shí)加工,但進(jìn)行熱加工時(shí)需要調(diào)整其熱介質(zhì)條件介質(zhì)化性;阅。純銅具有獨(dú)特的性能,它可以和大多數(shù)元素構(gòu)成合金化性、耐腐蝕性、抗軟化性等方面表現(xiàn)顯著。純銅導(dǎo)電性較好,雖然不如金、銀導(dǎo)電性能好,因此對(duì)于純銅的市場(chǎng)開發(fā)也是潛力巨但,很難在工況環(huán)境惡劣的情況下使用進(jìn)一步的應(yīng)用發(fā)展。采用扭轉(zhuǎn)擠壓技術(shù)對(duì)純銅材料的進(jìn)行塑性強(qiáng)化圖2.1坯料扭轉(zhuǎn)擠壓的變形區(qū)域扭轉(zhuǎn)模以及坯料。擠壓筒對(duì)坯料起到導(dǎo)向的作用,銅和銀元素所占比例(%)熔點(diǎn)溫度(℃)99.951084.599.901065~1082.599.701065~1082碩士學(xué)位論文、彎曲以及精壓但進(jìn)行介質(zhì)條件,使溫度控制在它可以和大多數(shù)元,同時(shí)也提高了電性能好,但其儲(chǔ)備,使得銅材料廣用,從材料的進(jìn)行塑性強(qiáng)化,提高其得到扭轉(zhuǎn)擠壓坯料的變形情況以及模具裝置的基本組成結(jié)構(gòu),其中,壓桿是?
碩士學(xué)位論文扭轉(zhuǎn)擠壓設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)研究11壓力和扭轉(zhuǎn)模轉(zhuǎn)矩的共同作用,使得坯料發(fā)生劇烈的塑性變形,其變形區(qū)域可劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)部分。對(duì)于扭轉(zhuǎn)擠壓成形工藝其變形特性區(qū)域劃分中,bc、de為變形特性區(qū)域內(nèi)與擠壓口相交的交界面。根據(jù)Timoshenko和Godier[51]的研究分析結(jié)果,對(duì)坯料變形區(qū)域表面的轉(zhuǎn)速分布進(jìn)行近似假設(shè),如下圖2.2所示。其中在擠壓筒、擠壓口和扭轉(zhuǎn)模內(nèi)腔的坯料受到徑向切應(yīng)力均發(fā)生剪切變形。0R為初始半徑,fR為擠壓制品半徑,0ω為扭轉(zhuǎn)模的旋轉(zhuǎn)角速度。圖2.2坯料變形區(qū)域表面的轉(zhuǎn)速分布根據(jù)坯料表面的扭轉(zhuǎn)速度分布,對(duì)坯料變形特性區(qū)域內(nèi)的應(yīng)變速率以及流動(dòng)方向進(jìn)行分析研究,其計(jì)算分析過程如下:(1)扭轉(zhuǎn)模變形區(qū)域——Ⅲ區(qū)在Timoshenko和Godier對(duì)圓柱體扭轉(zhuǎn)分析結(jié)果中,提出了對(duì)坯料外表面的近似角速度假設(shè)公式:2=ayⅢω(2.1)其中a是待定系數(shù),y是圓柱坐標(biāo)系(θ)yr,,的軸向,坐標(biāo)原點(diǎn)為坯料上端面的圓心,坯料發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形區(qū)域的總長(zhǎng)用L表示,扭轉(zhuǎn)模內(nèi)腔的材料長(zhǎng)度用l表示。由式(2.1)可知,在Ly=處的表面角速度,見下式:012==ωβω=aLLyⅢ(2.2)其中1β為坯料在扭轉(zhuǎn)模出口位置的滑移參數(shù),根據(jù)上式從而得出待定系數(shù)201Laωβ=。所以式(2.1)可以替代為:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]累積疊軋TC4合金超細(xì)晶組織的制備[J]. 王點(diǎn),李仲洋,彭武賢,陳逸暉,劉國(guó)懷,王昭東. 稀有金屬材料與工程. 2018(10)
[2]純鎂在高壓扭轉(zhuǎn)處理中的結(jié)構(gòu)及硬度演變(英文)[J]. 顧及,楊曉輝,倪頌,宋旼. 稀有金屬材料與工程. 2018(05)
[3]大變形熱軋制備超細(xì)晶TC4鈦合金的組織與性能[J]. 姚學(xué)峰,付立銘,單愛黨. 機(jī)械工程材料. 2018(03)
[4]熱處理對(duì)累積疊軋制備Al/Mg/Al復(fù)合板材微觀組織演變及力學(xué)性能的影響[J]. 劉明星,聶金鳳,趙永好. 熱加工工藝. 2018(02)
[5]攪拌摩擦加工超細(xì)晶材料的組織和力學(xué)性能研究進(jìn)展[J]. 陳菲菲,黃宏軍,薛鵬,馬宗義. 材料研究學(xué)報(bào). 2018(01)
[6]基于Deform-3D的冷擠壓旋轉(zhuǎn)模設(shè)計(jì)與磨損分析[J]. 謝政龍,張慶. 機(jī)械制造. 2017(11)
[7]正擠壓-扭轉(zhuǎn)變形鎂合金的組織熱穩(wěn)定性[J]. 尹振入,盧立偉,盛坤,朱紅梅. 金屬熱處理. 2017(10)
[8]高壓扭轉(zhuǎn)法制備超細(xì)晶材料的研究進(jìn)展[J]. 宋月鵬,陳苗苗,高東升,王文珂,徐保巖. 熱加工工藝. 2017(03)
[9]室溫累積疊軋Mg/Al多層復(fù)合板材的界面表征[J]. 常海,鄭明毅,Heinz Guenter Brokmeier,甘為民. 金屬學(xué)報(bào). 2017(02)
[10]AZ31鎂合金擠壓過程的數(shù)值模擬[J]. 梁書錦,劉祖巖,王爾德. 稀有金屬材料與工程. 2015(10)
碩士論文
[1]扭轉(zhuǎn)擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)研究[D]. 謝政龍.南京理工大學(xué) 2018
[2]旋轉(zhuǎn)擠壓設(shè)備的設(shè)計(jì)與研制[D]. 吳偉.南京理工大學(xué) 2017
[3]連續(xù)擠壓輪的應(yīng)力分析和疲勞壽命研究[D]. 王瑞.大連理工大學(xué) 2016
[4]純銅的微觀組織與力學(xué)性能的晶粒尺寸效應(yīng)研究[D]. 胡師鶴.南京理工大學(xué) 2016
[5]隨焊旋轉(zhuǎn)擠壓裝置的研制與其控制焊接變形的工藝研究[D]. 萬(wàn)青.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
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