雙聯(lián)齒輪剪切-擠壓成形機(jī)理與流動(dòng)控制研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-18 22:08
針對(duì)輕體功能結(jié)構(gòu)的制造需求,帶動(dòng)了板料體積成形工藝的快速發(fā)展。級(jí)進(jìn)冷鍛工藝,作為一類典型的板料體積成形工藝,可以在板料上成形階梯變厚類零件。對(duì)于板狀階梯變厚類零件,可以采用分步剪切工藝成形。但當(dāng)零件存在內(nèi)外齒形特征時(shí),斷面質(zhì)量以及齒形塌角的存在,會(huì)直接影響零件的服役性能。針對(duì)上述問題,本文以雙聯(lián)齒輪零件為對(duì)象,研究了板坯材料在剪切和擠壓復(fù)合成形過程中的面外、面內(nèi)流動(dòng)規(guī)律,影響金屬流動(dòng)的主要因素及相應(yīng)的控制方法,在此基礎(chǔ)上給出了較為完整的面向板狀階梯類零件的成形工藝方案。具體研究?jī)?nèi)容包括:1)采用了一種面向階梯類齒形零件的板料剪切-擠壓復(fù)合成形工藝,較傳統(tǒng)工藝可改善材料利用率與齒形填充率;趯(shí)驗(yàn)及模擬所得的金屬流動(dòng)狀態(tài),可將成形全過程按照金屬流動(dòng)狀態(tài)分為“剪切-壓扁”、“徑向擠壓”和“局部填充”三個(gè)階段;金屬流動(dòng)的狀態(tài)與內(nèi)、外齒的填充進(jìn)程密切相關(guān)。2)結(jié)合金屬流動(dòng)控制理念,歸納了背壓條件對(duì)雙聯(lián)齒輪剪切-擠壓復(fù)合成形的影響機(jī)制。借助所搭建的雙聯(lián)齒輪成形實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)置不同的背壓條件,可獲知不同背壓條件下內(nèi)齒根部的成形結(jié)果、金屬流速和應(yīng)力狀態(tài);基于優(yōu)化的背壓條件,可在擠壓成形外齒的同時(shí),使金...
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:120 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 板料體積成形工藝研究現(xiàn)狀
1.2.2 板料體積成形中裝備和模具對(duì)金屬流動(dòng)影響的研究現(xiàn)狀
1.2.3 板料體積成形中各向異性流動(dòng)影響的研究現(xiàn)狀
1.2.4 預(yù)成形對(duì)板料體積成形金屬流動(dòng)的研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 雙聯(lián)齒輪板料剪切-擠壓復(fù)合成形工藝
2.1 引言
2.2 雙聯(lián)齒輪制造工藝的發(fā)展
2.2.1 雙聯(lián)齒輪現(xiàn)有工藝
2.3 雙聯(lián)齒輪剪切-擠壓成形工藝原理
2.3.1 雙聯(lián)齒輪結(jié)構(gòu)特征
2.3.2 雙聯(lián)齒輪成形實(shí)驗(yàn)裝置
2.3.3 各向同性成形工藝模擬模型
2.4 雙聯(lián)齒輪剪切-擠壓成形結(jié)果分析
2.4.1 雙聯(lián)齒輪剪切-擠壓成形模擬結(jié)果
2.4.2 1060 鋁合金剪切-擠壓復(fù)合成形實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.5 本章小結(jié)
第三章 控制金屬流動(dòng)方式對(duì)剪切-擠壓成形的研究
3.1 引言
3.2 背壓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
3.3 背壓方案設(shè)計(jì)雙聯(lián)齒輪成形實(shí)驗(yàn)研究
3.3.1 同一背壓下不同材料雙聯(lián)齒輪的成形研究
3.3.2 6061 板料不同背壓下雙聯(lián)齒輪成形實(shí)驗(yàn)研究
3.4 背壓方案設(shè)計(jì)雙聯(lián)齒輪成形模擬研究
3.5 6061 鋁合金背壓條件(Δt=0mm)時(shí)雙聯(lián)齒輪成形實(shí)驗(yàn)研究
3.6 本章小結(jié)
第四章 各向異性對(duì)雙聯(lián)齒輪剪切-擠壓成形金屬流動(dòng)研究
4.1 引言
4.2 雙聯(lián)齒輪板料體積成形各向異性成形實(shí)驗(yàn)研究
4.3 拉、壓應(yīng)力下各向異性實(shí)驗(yàn)和Lankford系數(shù)研究
4.4 考慮各向異性模型的雙聯(lián)齒輪成形質(zhì)量分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 剪切下料對(duì)板料體積成形金屬流動(dòng)的影響
5.1 引言
5.2 帶有撕裂帶的坯料-普通沖裁坯料
5.3 現(xiàn)有精密剪切工藝制坯方案
5.3.1 階梯凸模沖裁坯料
5.3.2 負(fù)間隙沖裁坯料
5.4 無(wú)撕裂帶坯料-閉式剪切工藝方法和坯料
5.4.1 閉式剪切工藝
5.4.2 閉式剪切坯料
5.5 斷面撕裂帶對(duì)成形的影響
5.6 精密沖裁下料對(duì)成形的影響
5.6.1 階梯沖裁坯料(Ⅰ)成形結(jié)果
5.6.2 負(fù)間隙沖裁坯料(Ⅱ、Ⅲ)成形結(jié)果
5.6.3 閉式剪切坯料(Ⅳ、Ⅴ)成形結(jié)果
5.7 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間完成的學(xué)術(shù)論文和科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋁合金實(shí)心凸起結(jié)構(gòu)板鍛造成形工藝[J]. 董文正,張存園,林啟權(quán),王志剛. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2017(11)
[2]雙向厚差小圓角帶輪沖鍛成形工藝[J]. 姚彭彭,鞏子天縱,楊善文,張建新,朱偉健,李萍,薛克敏. 塑性工程學(xué)報(bào). 2015(01)
[3]厚板鐓粗-翻邊復(fù)合工藝(英文)[J]. 林啟權(quán)湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,董文正湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,王志剛,Katsuyoshi HIRASAWA. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(07)
[4]薄板臺(tái)階斷面件FCF加工硬化特性[J]. 劉勇,盧險(xiǎn)峰,朱會(huì),李湖峰. 中國(guó)機(jī)械工程. 2012(18)
[5]厚板局部鐓粗圓孔翻邊的數(shù)值模擬[J]. 林啟權(quán),袁中林,王振球. 熱加工工藝. 2011(03)
[6]板料凸起成形的底部壓縮拉深法[J]. 林啟權(quán),張學(xué)兵,王振球. 鍛壓技術(shù). 2010(06)
[7]Simulation and Experiment on Workability for Cold Pressure Forming of Sheet Metal Part with Step Cross-section[J]. LU Xianfeng1,LI Hufeng1,ZHANG Yuerong2,and ZHOU Yong1 1 Mechanical & Electronical School,Nanchang University,Nanchang 330031,China 2 Jiangxi Province Institutes of Mechanical Science Research,Nanchang 330046,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2010(02)
[8]1100-H14鋁合金板冷沖鍛成形過程的有限元模擬[J]. 王可勝,劉全坤,張德元. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2010(02)
[9]凸起成形的底部壓縮拉深法研究[J]. 張學(xué)兵,林啟權(quán),王志剛,陳進(jìn)澤. 熱加工工藝. 2009(23)
[10]基于Pro/Moldesign的粉末冶金鐵基雙聯(lián)齒輪成型模設(shè)計(jì)[J]. 陳鵬,吳朗. 模具工業(yè). 2009(03)
碩士論文
[1]板料的局部體積塑性成形及其對(duì)材料性能的影響研究[D]. 朱滕薛.重慶大學(xué) 2018
[2]仿生結(jié)構(gòu)U形單元沖鍛復(fù)合成形機(jī)理研究及工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 李小娟.重慶大學(xué) 2018
[3]復(fù)雜殼體類零件流動(dòng)控制成形工藝數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李君.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[4]螺紋板零件沖鐓復(fù)合成形工藝研究[D]. 史植廣.河北科技大學(xué) 2013
[5]微型鋁合金軸承座沖鍛復(fù)合成形模擬與優(yōu)化研究[D]. 李?yuàn)^強(qiáng).合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[6]大厚差板材零件的冷沖鍛成形工藝及其機(jī)理研究[D]. 歐陽(yáng)坤.華中科技大學(xué) 2009
[7]銅散熱片精沖復(fù)合成形數(shù)值模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化[D]. 張金寶.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3631638
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:120 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 板料體積成形工藝研究現(xiàn)狀
1.2.2 板料體積成形中裝備和模具對(duì)金屬流動(dòng)影響的研究現(xiàn)狀
1.2.3 板料體積成形中各向異性流動(dòng)影響的研究現(xiàn)狀
1.2.4 預(yù)成形對(duì)板料體積成形金屬流動(dòng)的研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 雙聯(lián)齒輪板料剪切-擠壓復(fù)合成形工藝
2.1 引言
2.2 雙聯(lián)齒輪制造工藝的發(fā)展
2.2.1 雙聯(lián)齒輪現(xiàn)有工藝
2.3 雙聯(lián)齒輪剪切-擠壓成形工藝原理
2.3.1 雙聯(lián)齒輪結(jié)構(gòu)特征
2.3.2 雙聯(lián)齒輪成形實(shí)驗(yàn)裝置
2.3.3 各向同性成形工藝模擬模型
2.4 雙聯(lián)齒輪剪切-擠壓成形結(jié)果分析
2.4.1 雙聯(lián)齒輪剪切-擠壓成形模擬結(jié)果
2.4.2 1060 鋁合金剪切-擠壓復(fù)合成形實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.5 本章小結(jié)
第三章 控制金屬流動(dòng)方式對(duì)剪切-擠壓成形的研究
3.1 引言
3.2 背壓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
3.3 背壓方案設(shè)計(jì)雙聯(lián)齒輪成形實(shí)驗(yàn)研究
3.3.1 同一背壓下不同材料雙聯(lián)齒輪的成形研究
3.3.2 6061 板料不同背壓下雙聯(lián)齒輪成形實(shí)驗(yàn)研究
3.4 背壓方案設(shè)計(jì)雙聯(lián)齒輪成形模擬研究
3.5 6061 鋁合金背壓條件(Δt=0mm)時(shí)雙聯(lián)齒輪成形實(shí)驗(yàn)研究
3.6 本章小結(jié)
第四章 各向異性對(duì)雙聯(lián)齒輪剪切-擠壓成形金屬流動(dòng)研究
4.1 引言
4.2 雙聯(lián)齒輪板料體積成形各向異性成形實(shí)驗(yàn)研究
4.3 拉、壓應(yīng)力下各向異性實(shí)驗(yàn)和Lankford系數(shù)研究
4.4 考慮各向異性模型的雙聯(lián)齒輪成形質(zhì)量分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 剪切下料對(duì)板料體積成形金屬流動(dòng)的影響
5.1 引言
5.2 帶有撕裂帶的坯料-普通沖裁坯料
5.3 現(xiàn)有精密剪切工藝制坯方案
5.3.1 階梯凸模沖裁坯料
5.3.2 負(fù)間隙沖裁坯料
5.4 無(wú)撕裂帶坯料-閉式剪切工藝方法和坯料
5.4.1 閉式剪切工藝
5.4.2 閉式剪切坯料
5.5 斷面撕裂帶對(duì)成形的影響
5.6 精密沖裁下料對(duì)成形的影響
5.6.1 階梯沖裁坯料(Ⅰ)成形結(jié)果
5.6.2 負(fù)間隙沖裁坯料(Ⅱ、Ⅲ)成形結(jié)果
5.6.3 閉式剪切坯料(Ⅳ、Ⅴ)成形結(jié)果
5.7 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間完成的學(xué)術(shù)論文和科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鋁合金實(shí)心凸起結(jié)構(gòu)板鍛造成形工藝[J]. 董文正,張存園,林啟權(quán),王志剛. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2017(11)
[2]雙向厚差小圓角帶輪沖鍛成形工藝[J]. 姚彭彭,鞏子天縱,楊善文,張建新,朱偉健,李萍,薛克敏. 塑性工程學(xué)報(bào). 2015(01)
[3]厚板鐓粗-翻邊復(fù)合工藝(英文)[J]. 林啟權(quán)湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,董文正湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,王志剛,Katsuyoshi HIRASAWA. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(07)
[4]薄板臺(tái)階斷面件FCF加工硬化特性[J]. 劉勇,盧險(xiǎn)峰,朱會(huì),李湖峰. 中國(guó)機(jī)械工程. 2012(18)
[5]厚板局部鐓粗圓孔翻邊的數(shù)值模擬[J]. 林啟權(quán),袁中林,王振球. 熱加工工藝. 2011(03)
[6]板料凸起成形的底部壓縮拉深法[J]. 林啟權(quán),張學(xué)兵,王振球. 鍛壓技術(shù). 2010(06)
[7]Simulation and Experiment on Workability for Cold Pressure Forming of Sheet Metal Part with Step Cross-section[J]. LU Xianfeng1,LI Hufeng1,ZHANG Yuerong2,and ZHOU Yong1 1 Mechanical & Electronical School,Nanchang University,Nanchang 330031,China 2 Jiangxi Province Institutes of Mechanical Science Research,Nanchang 330046,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2010(02)
[8]1100-H14鋁合金板冷沖鍛成形過程的有限元模擬[J]. 王可勝,劉全坤,張德元. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2010(02)
[9]凸起成形的底部壓縮拉深法研究[J]. 張學(xué)兵,林啟權(quán),王志剛,陳進(jìn)澤. 熱加工工藝. 2009(23)
[10]基于Pro/Moldesign的粉末冶金鐵基雙聯(lián)齒輪成型模設(shè)計(jì)[J]. 陳鵬,吳朗. 模具工業(yè). 2009(03)
碩士論文
[1]板料的局部體積塑性成形及其對(duì)材料性能的影響研究[D]. 朱滕薛.重慶大學(xué) 2018
[2]仿生結(jié)構(gòu)U形單元沖鍛復(fù)合成形機(jī)理研究及工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 李小娟.重慶大學(xué) 2018
[3]復(fù)雜殼體類零件流動(dòng)控制成形工藝數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李君.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[4]螺紋板零件沖鐓復(fù)合成形工藝研究[D]. 史植廣.河北科技大學(xué) 2013
[5]微型鋁合金軸承座沖鍛復(fù)合成形模擬與優(yōu)化研究[D]. 李?yuàn)^強(qiáng).合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[6]大厚差板材零件的冷沖鍛成形工藝及其機(jī)理研究[D]. 歐陽(yáng)坤.華中科技大學(xué) 2009
[7]銅散熱片精沖復(fù)合成形數(shù)值模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化[D]. 張金寶.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3631638
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