本文關(guān)鍵詞：基于有限元的套筒扳頭擠壓成形工藝分析與研究

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【摘要】：套筒扳頭是一種常用工具,由于其通常帶有多邊形的內(nèi)孔,比如內(nèi)六角孔、內(nèi)四角孔等,因此利用傳統(tǒng)的機(jī)加工法加工難度較大。溫?cái)D壓法是一種常用的塑性加工方法,利用溫?cái)D壓法加工套筒扳頭具有改善加工材料塑性、擠壓件氧化較小等特點(diǎn),但是受到擠壓工藝的影響,國內(nèi)生產(chǎn)的套筒扳頭質(zhì)量較差,擠壓模具的使用壽命較低,因此,對套筒扳頭擠壓工藝的研究具有重要意義。本課題結(jié)合塑性變形的基本理論以及塑性成形仿真技術(shù),通過有限元模擬軟件對套筒扳頭的擠壓工藝進(jìn)行如下研究：●本課題針對套筒扳頭零件的結(jié)構(gòu)和尺寸,綜合多方面因素,最終選擇了上下凸模擠壓方案并進(jìn)行了擠壓模具的設(shè)計(jì)�！癖菊n題利用有限元分析軟件Deform-3D對套筒扳頭的擠壓過程進(jìn)行模擬,研究了擠壓工件的溫度場、金屬流動場、應(yīng)力場、工件損傷以及凸模擠壓力、凸模溫度場、凸模應(yīng)力場的分布與變化情況,并分析了溫度場、應(yīng)力場、工件損傷因子、凸模擠壓力產(chǎn)生的原因�！癖菊n題在研究套筒扳頭擠壓過程的基礎(chǔ)上,對不同頂部形狀凸模、不同擠壓溫度、不同擠壓速度、不同摩擦系數(shù)下的擠壓過程分別進(jìn)行模擬,探究凸模頂部形狀、擠壓溫度、摩擦系數(shù)對于套筒扳頭擠壓工藝的影響,確定了最佳的擠壓凸模是錐頂凸模,最佳的擠壓溫度為750℃,最佳的擠壓速度為15mm/s。本課題通過研究套筒扳頭的擠壓過程以及各個參數(shù)對于擠壓工藝的影響,得出了套筒扳頭的最佳擠壓工藝參數(shù),為實(shí)際生產(chǎn)提供了重要的參考。
【關(guān)鍵詞】：套筒扳頭 溫?cái)D壓工藝 有限元模擬
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG376
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 套筒扳頭內(nèi)孔的主要加工方法11-12
• 1.1.1 電火花加工11-12
• 1.1.2 冷沖加工12
• 1.1.3 擠壓加工12
• 1.2 金屬溫?cái)D壓技術(shù)概述12-13
• 1.3 金屬溫?cái)D壓研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本課題的研究意義及主要內(nèi)容15-17
• 1.4.1 本課題的研究意義15
• 1.4.2 本課題的研究內(nèi)容15-17
• 第2章 金屬塑性成形理論分析方法與仿真技術(shù)17-25
• 2.1 金屬塑性成形主要理論分析方法17-18
• 2.1.1 主應(yīng)力法17
• 2.1.2 滑移線法17-18
• 2.1.3 上限分析法18
• 2.1.4 有限元法18
• 2.2 金屬塑性成形有限元法18-19
• 2.2.1 固體型塑性有限元法18-19
• 2.2.2 流動型塑性有限元法19
• 2.3 剛塑性有限元法的基本理論19-22
• 2.3.1 剛塑性材料的基本假設(shè)19
• 2.3.2 剛塑性材料的邊值問題19-21
• 2.3.3 剛塑性材料的變分原理21-22
• 2.4 金屬塑性成形仿真技術(shù)22-24
• 2.4.1 金屬塑性成形仿真技術(shù)概述22-23
• 2.4.2 DEFORM-3D金屬塑性成形仿真模擬系統(tǒng)23
• 2.4.3 DEFORM-3D軟件分析的主要流程23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 套筒扳頭有限元模擬前期準(zhǔn)備25-33
• 3.1 套筒扳頭零件的結(jié)構(gòu)及其加工過程25
• 3.2 套筒扳頭擠壓方案的選擇25-28
• 3.2.1 多工序成形擠壓方案26-27
• 3.2.2 單工序成形擠壓方案27-28
• 3.3 套筒扳頭坯料計(jì)算28
• 3.3.1 套筒扳頭擠壓件尺寸的確定28
• 3.3.2 套筒扳頭擠壓下料尺寸的確定28
• 3.4 套筒扳頭擠壓模具設(shè)計(jì)28-32
• 3.4.1 套筒扳頭擠壓凸模設(shè)計(jì)28-30
• 3.4.2 套筒扳頭擠壓凹模設(shè)計(jì)30-31
• 3.4.3 套筒扳頭擠壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第4章 套筒扳頭擠壓的有限元模擬33-45
• 4.1 套筒扳頭擠壓過程模擬環(huán)境的建立與求解33-36
• 4.1.1 有限元計(jì)算模型的建立33
• 4.1.2 單元類型的選擇與網(wǎng)格劃分33-34
• 4.1.3 材料以及邊界條件的設(shè)定34-35
• 4.1.4 模擬步長的選擇與設(shè)定35
• 4.1.5 求解算法的選擇35-36
• 4.1.6 數(shù)據(jù)庫文件的生成與求解36
• 4.2 擠壓凸模有限元模擬過程36
• 4.3 套筒扳頭擠壓過程模擬結(jié)果分析36-42
• 4.3.1 套筒扳頭擠壓過程的溫度場分析37-38
• 4.3.2 套筒扳頭擠壓過程的流場分析38-39
• 4.3.3 套筒扳頭擠壓力分析39-40
• 4.3.4 套筒扳頭擠壓過程的等效應(yīng)力場分析40-41
• 4.3.5 套筒扳頭擠壓件損傷分析41-42
• 4.4 套筒扳頭擠壓凸模模擬結(jié)果分析42-44
• 4.4.1 套筒扳頭擠壓凸模溫度場分析42-43
• 4.4.2 套筒扳頭擠壓凸模應(yīng)力分析43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第5章 套筒扳頭擠壓工藝分析45-65
• 5.1 凸模頂部形狀對于擠壓工藝的影響45-49
• 5.1.1 常見的凸模頂部形狀45-46
• 5.1.2 凸模頂部形狀對于套筒扳頭等效應(yīng)力的影響46
• 5.1.3 凸模頂部形狀對于凸模擠壓力的影響46-47
• 5.1.4 凸模頂部形狀對于套筒扳頭損傷因子的影響47
• 5.1.5 凸模頂部形狀對于凸模等效應(yīng)力的影響47-48
• 5.1.6 模擬結(jié)果分析48-49
• 5.2 擠壓溫度對于擠壓工藝的影響49-54
• 5.2.1 擠壓溫度對于套筒扳頭等效應(yīng)力的影響50
• 5.2.2 擠壓溫度對于凸模擠壓力的影響50-51
• 5.2.3 擠壓溫度對于套筒扳頭損傷因子的影響51-52
• 5.2.4 擠壓溫度對于凸模溫度的影響52-53
• 5.2.5 擠壓溫度對于凸模等效應(yīng)力的影響53-54
• 5.3 擠壓速度對于擠壓工藝的影響54-59
• 5.3.1 擠壓速度對于套筒扳頭等效應(yīng)力的影響54-55
• 5.3.2 擠壓速度對于凸模擠壓力的影響55
• 5.3.3 擠壓速度對于套筒扳頭損傷因子的影響55-56
• 5.3.4 擠壓速度對于凸模溫度的影響56-58
• 5.3.5 擠壓速度對于凸模等效應(yīng)力的影響58-59
• 5.4 摩擦系數(shù)對于擠壓工藝的影響59-64
• 5.4.1 摩擦系數(shù)對于套筒扳頭等效應(yīng)力的影響59-60
• 5.4.2 摩擦系數(shù)對于凸模擠壓力的影響60-62
• 5.4.3 摩擦系數(shù)對于套筒扳頭損傷因子的影響62
• 5.4.4 摩擦系數(shù)對于凸模溫度的影響62-63
• 5.4.5 摩擦系數(shù)對于凸模等效應(yīng)力的影響63-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 第6章 結(jié)論與展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-73
• 在學(xué)期間主要科研成果73-74
• 一、發(fā)表學(xué)術(shù)論文73
• 二、在學(xué)術(shù)期間參與課題73
• 三、在學(xué)期間獲得獎勵73-74
• 附件74-75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：677693