發(fā)布時間：2017-08-25 23:50

  本文關鍵詞：電液顫振對冷擠壓塑性成形件金屬流線的影響

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【摘要】：冷擠壓技術憑借“優(yōu)質、高效、低消耗、低成本”等優(yōu)點,被廣泛應用于電子通信業(yè)、機械制造業(yè)等領域,但在長期生產(chǎn)實踐中,冷擠壓加工技術逐漸顯露出其不足之處:金屬材料變形抗力高,模具易磨損、壽命短,對冷擠壓設備要求較高等。為解決這些問題,使冷擠壓工藝得到進一步發(fā)展,本文提出一種新型冷擠壓工藝,即在冷擠壓成形過程中引入振動信號。在擠壓過程中,金屬是在一個密閉的型腔中流動,其材料的流動、應力與應變場的分布等情況都很難監(jiān)測和控制,因此精確把握冷擠壓金屬流動過程的難度很大。但研究表明,金屬流線分布的合理性與模具的壽命、產(chǎn)品的質量等有著密不可分的聯(lián)系,合理的金屬流線可以提高模具壽命,降低擠壓缺陷等,因此,有必要對施加振動信號后的金屬流線做進一步研究。本文以套杯類零件為研究對象,采用正擠壓方式,將振動信號引入傳統(tǒng)冷擠壓工藝中。以振動加工的體積效應為理論依據(jù),模擬仿真在有無施加顫振兩種擠壓方式下,金屬流線的演變過程及金屬網(wǎng)格流線。并通過實驗研究,觀察并分析兩種擠壓方式下金屬流線的二維顯微圖與三維顯微成像圖。本文主要研究內(nèi)容如下:1.介紹了金屬塑性成形微觀機理、成形特點及多晶體的塑性變形特點,闡述了冷擠壓的基本類型及冷擠壓對金屬組織的影響,介紹了施加振動信號后對金屬組織的影響,并詳細論述了冷擠壓振動加工的體積效應機理,闡述了剛塑性有限元的基本方程、邊值條件及變分原理,為后續(xù)的模擬仿真及實驗研究分析奠定了理論基礎。2.采用Deform-3D有限元分析軟件分別對金屬材料在傳統(tǒng)擠壓方式下和施加顫振擠壓方式下進行數(shù)值模擬仿真,詳細分析和比較兩種擠壓方式下的三維金屬流線演變過程及二維金屬截面網(wǎng)格流線。3.依據(jù)20Cr正擠壓套杯零件難成形的特點,本文采用電液式顫振冷擠壓加工實驗系統(tǒng),并詳細闡述了該系統(tǒng)的基本組成及其實現(xiàn)冷擠壓軸向振動加工的工作原理。4.對金屬毛坯、傳統(tǒng)擠壓方式下和施加顫振擠壓方式下得到的成形零件進行粗磨、精磨、拋光及腐蝕。采用掃描電鏡觀察成形零件的金屬流線,并結合仿真結果對其進行詳細分析。采用基恩士超景深三維顯微系統(tǒng)對成形零件的金屬流線進行三維成像,進一步驗證上述分析結果,并重點觀察和分析成形零件拐角處的金屬流線。
【關鍵詞】：冷擠壓 有限元模擬 金屬塑性成形 電液顫振 金屬流線
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG376.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題的研究背景及意義10-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-20
• 1.3.1 金屬流線在金屬塑性成形過程中的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 振動加工技術在金屬塑性成形中的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.3 振動對金屬塑性成形影響機理的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.4 振動發(fā)生器及振動臺的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 論文研究內(nèi)容20-21
• 1.5 本章小結21-22
• 第2章 金屬塑性成形原理及有限元理論22-34
• 2.1 金屬塑性成形原理22-26
• 2.1.1 金屬塑性變形微觀機理22-24
• 2.1.2 多晶體的塑性變形特點24-26
• 2.1.3 金屬塑性成形最小阻力定律26
• 2.2 冷擠壓基本類型及對金屬組織的影響26-29
• 2.3 振動對冷擠壓成形過程中金屬組織的影響29-30
• 2.4 剛塑性有限元理論30-33
• 2.4.1 剛塑性變形的基本方程及邊值條件31-32
• 2.4.2 剛塑性變形的變分原理32-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第3章 有限元建模仿真與分析34-50
• 3.1 傳統(tǒng)冷擠壓塑性成形有限元建模34-36
• 3.1.1 有限元模型建立34-35
• 3.1.2 模型參數(shù)設置35-36
• 3.2 傳統(tǒng)擠壓方式有限元仿真結果分析36-40
• 3.2.1 金屬流線的演變過程分析36-39
• 3.2.2 金屬截面網(wǎng)格流線分析39-40
• 3.3 顫振冷擠壓塑性成形有限元建模40-43
• 3.4 施加顫振擠壓方式有限元仿真結果比較與分析43-48
• 3.4.1 金屬流線的演變過程比較與分析43-46
• 3.4.2 金屬截面網(wǎng)格流線比較與分析46-48
• 3.5 本章小結48-50
• 第4章 電液式顫振冷擠壓加工實驗系統(tǒng)50-64
• 4.1 電液式顫振冷擠壓加工實驗系統(tǒng)概述50-51
• 4.2 電液式顫振激勵系統(tǒng)51-56
• 4.2.1 電液式振動臺結構51-53
• 4.2.2 2D激振閥結構53-54
• 4.2.3 液壓泵結構54
• 4.2.4 電液式顫振激勵系統(tǒng)工作原理54-56
• 4.3 冷擠壓加工系統(tǒng)56-58
• 4.3.1 冷擠壓加工設備56
• 4.3.2 冷擠壓模具56-58
• 4.4 實驗控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)58-61
• 4.5 電液式顫振冷擠壓加工實驗系統(tǒng)工作原理61-62
• 4.6 本章小結62-64
• 第5章 實驗研究與結果分析64-76
• 5.1 實驗目的與實驗內(nèi)容64-66
• 5.2 實驗結果與分析66-74
• 5.3 本章小結74-76
• 第6章 總結與展望76-80
• 6.1 總結76-77
• 6.2 展望77-80
• 參考文獻80-84
• 致謝84-86
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果86

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1 洪瀟瀟;電液顫振對冷擠壓塑性成形件金屬流線的影響[D];浙江工業(yè)大學;2015年

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本文編號：738587