【摘要】：身管線膛精鍛工藝是一種先進的身管線膛制造工藝。在實際生產(chǎn)中,身管徑向鍛造存在鍛不到陽線、膛線鍛不透和膛線過鍛三種缺陷,因此建立身管材料的成形極限是身管精密鍛造的關(guān)鍵工藝技術(shù)。本文以5.8mm 口徑純線膛身管精鍛工藝為研究對象,以得到身管線膛精密鍛造成形極限為目的,開展了如下研究:應(yīng)用有限元軟件ABAQUS,分別建立身管徑向鍛造一次鍛打成形的二維平面應(yīng)力模型和三維有限元模型,對膛線成形過程中內(nèi)膛與芯棒的接觸狀態(tài)、接觸法向力、內(nèi)膛主應(yīng)力與主應(yīng)變的變化規(guī)律進行詳細分析。分析得出:從塑性應(yīng)變角度可以用一次鍛打成形模型代替多次鍛打成形模型;三維模型計算結(jié)果較二維模型更符合實際;陽線上陽線中點最先產(chǎn)生接觸法向力;完全成形后,內(nèi)膛第二塑性主應(yīng)變沿芯棒表面周向,陽線和陰線的第二塑性主應(yīng)變小于零,型腔壁的第二塑性主應(yīng)變大于零。身管徑向鍛造的缺陷有鍛不到陽線、膛線鍛不透和膛線過鍛。本文從試驗和理論兩方面研究了陽線鍛不到缺陷、膛線鍛不透缺陷和膛線過鍛缺陷的特點和表現(xiàn)形式,建立了身管內(nèi)膛鍛不到陽線、膛線鍛不透和膛線過鍛的缺陷判斷準則。以陽線中點的接觸法向力大于零作為鍛到陽線準則及其閾值;以陽線上距陽線邊某處第二塑性主應(yīng)變小于零作為膛線鍛透準則及其閾值。以Atsuo Watanabe提出的斷裂準則作為膛線過鍛的判斷準則,并對某身管材料進行了常規(guī)力學(xué)性能試驗,結(jié)合試驗結(jié)果和試驗?zāi)M獲得了該材料的膛線過鍛準則閾值。根據(jù)身管徑向鍛造二維平面應(yīng)力模型和三維有限元模型,結(jié)合三個缺陷判斷準則,以毛坯徑比和外圓半徑減小量、毛坯徑比和鍛造比來表征不同尺寸毛坯鍛造時的成形極限,建立毛坯徑比在3到6范圍時的身管內(nèi)膛成形極限圖,并用試驗驗證了該成形極限圖的準確性。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG316
【圖文】：

目前國內(nèi)使用的徑向鍛造機是由奧地利ＧＦＭ公司制造的ＳＫＫ－１０型徑向鍛造機，逡逑該鍛造機具有精密度高、效率高等特點，由計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)全自動操作。身管精鍛逡逑成形原理如圖１．２所示。該精鍛機有４個錘頭，鍛造時，內(nèi)膛通過錘頭、芯棒和工件的逡逑相互運動進行連續(xù)局部加載而成形。四個錘頭同時以固定頻率在徑向來回高速運動擊打逡逑工件，工件由反向支撐器和驅(qū)動卡頭夾持，在夾頭的帶動下以一定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊作軸逡逑向進給運動，完成整個身管的鍛造過程［１７］。為防止塑性變形引起工件升溫，在身管鍛造逡逑過程中邊鍛打邊冷卻，實現(xiàn)真正的精密冷鍛成形。圖１．３所示為相鄰兩次鍛打過程中錘逡逑頭和工件之間相對位置和變形，徑向鍛打的變形可以分為三部分：下沉段、鍛造段和整逡逑形段。在下沉段，毛坯的壁厚不發(fā)生變化，但截面積發(fā)生了變化；在鍛造段，不僅截面逡逑積發(fā)生了變化，壁厚也發(fā)生了變化，膛線的成形主要發(fā)生在鍛造段；在整形段，不發(fā)生逡逑２逡?

碩士學(xué)位論文邐身管線膛精鍛成形極限研究逡逑進一步的變形，主要是鞏固和強化鍛造段產(chǎn)生的變形。在鍛造段變形過程中，不僅外徑逡逑逐漸減小，而且產(chǎn)生金屬流動和型腔充填。在身管徑向鍛打成型過程中，每個截面的成逡逑形都是經(jīng)過多次鍛打，變形逐漸累積成形的，所以身管內(nèi)膛徑向鍛造是一種通過連續(xù)局逡逑部加載的精密冷塑性成形工藝。逡逑

＾＾丨錘頭運動邐毛坯邐四錘頭分布示意圖逡逑圖１．２身管徑向精鍛示意圖逡逑ｒ—ｔ邐ｎ逡逑Ｉ逡逑邐下沉段Ｉ逡逑鍛造段邋整形段逡逑：邐￣邋—邋二個逡逑圖１．３身管內(nèi)膛精密徑向鍛造變形示意圖逡逑（虛線表示下次鍛打時錘頭和工件之間相對位置）逡逑１．３徑向鍛造工藝試驗和理論研宄現(xiàn)狀逡逑１．３．１國外徑向鍛造工藝研究現(xiàn)狀逡逑１９７４年，美國ＴＲＷ公司為巖島兵工丨（ＲｏｃｋｌｓｌａｎｄＡｒｓｅｎａｌ）進行了邋Ｃｒ－Ｍｏ－Ｖ材料、逡逑７．６２ｍｍ邋口徑身管徑向鍛造成形過程中工藝參數(shù)優(yōu)化試驗，該試驗主要是針對純線膛鍛逡逑打進行，得出鍛造比控制在１５％？２５％之間，試驗也觀察到如果鍛造比太低，則陽線出逡逑現(xiàn)充不滿，如果鍛造比太大，則會產(chǎn)生陽線擦傷或局部剪應(yīng)變過大產(chǎn)生小裂紋〃８］；隨后逡逑在１９７５年，ＴＲＷ公司又為巖島兵工廠進行了基于新材料的身管徑向鍛造成形工藝試驗，逡逑此次試驗既有純線膛鍛造也有線彈膛同鍛，得到了較好的身管徑向鍛造成形工藝［１９］。在逡逑開展試驗研究的同時，關(guān)于身管徑向鍛造工藝分析與優(yōu)化的理論研宄也在進行。１９７４逡逑３逡逑

【參考文獻】

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6 何湘s

本文編號：2770517