冷擠壓成形內(nèi)螺紋具有加工效率高、成本低、牙形流線分布合理、螺紋強度高等特點。底孔直徑是冷擠壓內(nèi)螺紋加工過程中的關(guān)鍵工藝參數(shù)。研究了工件底孔直徑對1100鋁合金冷擠壓內(nèi)螺紋性能的影響,利用DEFORM-3D有限元軟件模擬1100鋁合金M12×1.25 mm螺紋孔冷擠壓過程,通過分析不同底孔直徑的等效應(yīng)力應(yīng)變、扭矩及牙高率的變化,探索最佳底孔直徑,并進行實驗驗證。結(jié)果表明:在內(nèi)螺紋冷擠壓數(shù)值模擬過程中,等效應(yīng)力與等效應(yīng)變變化趨勢一致,發(fā)生在擠壓絲錐與鋁合金擠壓摩擦的工作區(qū)域,說明擠壓絲錐的結(jié)構(gòu)也是影響內(nèi)螺紋冷擠壓變形的因素。隨著底孔直徑的增大,加工過程中的扭矩及牙高率都呈降低的趨勢,扭矩及牙高率的有限元模擬結(jié)果與實際測量結(jié)果吻合較好,驗證了有限元模擬的正確性與可靠性。綜合考慮成形過程的影響,最佳底孔直徑為11.45 mm。 

【文章來源】：輕合金加工技術(shù). 2020,48(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

底孔直徑示意圖

有限元模擬過程的模型包括擠壓絲錐和鋁合金工件，利用Proe軟件建模并裝配，另存為STL文件導(dǎo)入DEFORM-3D軟件前處理器。擠壓過程中不考慮絲錐變形，設(shè)為剛體。對工件先網(wǎng)格劃分，再進行詳細(xì)設(shè)定，調(diào)整元素尺寸比，最后將工件與絲錐相互作用部分進行局部網(wǎng)格劃分，劃分后共有節(jié)點數(shù)18 992個，單元數(shù)87 236個，如圖2所示。2.2 模擬參數(shù)的確定

通過對1100鋁合金在不同工件底孔直徑進行有限元模擬，發(fā)現(xiàn)等效應(yīng)力應(yīng)變變化趨勢一致，較大應(yīng)變與較大應(yīng)力都發(fā)生在擠壓絲錐與鋁合金擠壓摩擦的工作區(qū)域。圖3表示了模擬擠壓成形過程中底孔直徑對等效應(yīng)變的影響。從圖3看出，在模擬過程中最大的等效應(yīng)變區(qū)域分布在擠壓絲錐擠壓部分，說明在擠壓工作區(qū)等效應(yīng)變較大，工件變形大。圖4為模擬擠壓成形過程中底孔直徑對等效應(yīng)力的影響。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]內(nèi)螺紋冷擠壓成形過程中金屬流動行為研究[J]. 張鵬升,杜宇波,李亞東,菅悅,王金輝.  鑄造技術(shù). 2016(06)
[2]熱處理和冷軋變形量對1100鋁合金組織與性能影響[J]. 郭雅萍,何立子,崔建忠.  輕合金加工技術(shù). 2015(09)
[3]基于數(shù)值模擬的內(nèi)螺紋冷擠壓成形過程工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 黃小龍,黎向鋒,左敦穩(wěn),史大彬,梁瑜軒.  鍛壓技術(shù). 2012(06)
[4]內(nèi)螺紋冷擠壓成形過程數(shù)值模擬[J]. 黃小龍,黎向鋒,左敦穩(wěn),梁瑜軒,史大彬.  塑性工程學(xué)報. 2012(02)
[5]工件底孔直徑對Q460高強度鋼冷擠壓內(nèi)螺紋的影響[J]. 繆宏,左敦穩(wěn),張瑞宏,王珉,汪洪峰.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2012(02)
[6]輕合金成形領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究[J]. 楊合,李落星,王渠東,郭良剛.  機械工程學(xué)報. 2010(12)
[7]擠壓加工鋁合金車輪螺紋孔及常見問題的排除方法[J]. 吳紅軍,冼健成.  摩托車技術(shù). 2006(11)
[8]擠壓內(nèi)螺紋在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用研究[J]. 甄立冬.  電子機械工程. 2005(03)
[9]鈦合金內(nèi)螺紋表面的冷擠壓強化技術(shù)[J]. 楊名大,徐九華.  機械科學(xué)與技術(shù). 1997(02)
[10]擠壓內(nèi)螺紋底孔直徑計算公式的推導(dǎo)與應(yīng)用[J]. 王介生,王曉艷.  機械工藝師. 1995(03)

碩士論文
[1]2024鋁合金緊固孔的疲勞性能研究[D]. 鄭昂.鄭州大學(xué) 2017



本文編號：3547881