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节套体挤压成形工艺研究

作　者: 周波
导　师: 张宝红
学　校: 中北大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 高强度异形件温冷复合挤压数值模拟开放式成形
分类号: TG376
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

高强度异形零件材料强度较高,形状复杂,通常需要承受较高载荷,在系统中起重要作用。本文针对其传统成形方法能耗大、材料利用率低、产品力学性能不高的缺点,通过对一种典型高强度异形件——节套体的工艺分析,提出了温冷复合挤压工艺方案,并进行了以下几方面研究:应用有限元数值模拟技术,分析了温挤成形过程中的金属流动规律和工艺参数对挤压过程的影响规律。着重讨论了不同的成形方法(开放式和闭式)、变形温度、变形速度和摩擦条件对变形过程等效应变、充型质量以及载荷—行程曲线的影响。综合模拟结果显示:采用开放式温挤压成形,材料在800℃、挤压速度为10mm/s左右时,塑性良好、变形均匀、流变应力较低、且无裂纹产生。结合数值模拟结果,确定了挤压件图,并研究选择了合适的冷整形量和冷整形方法,设计了温冷挤压模具,进行了实验研究和小批量试制。结果表明:采用温冷复合挤压工艺成形的零件基本充型良好,冷整形表面精度和粗糙度均达到技术要求,后续机加工序减少,机加工艺难度降低,产品综合机械性能有所提高,材料利用率比现有工艺提高了40%,具有良好的经济效益。对该类零件的制造,有一定借鉴意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章.综述  9-21
  1.1 课题的背景及意义  9-10
  1.2 国内外挤压成形技术的研究现状及发展方向  10-18
    1.2.1 挤压成形技术现状  10-12
    1.2.2 冷挤压技术现状及发展方向  12-14
    1.2.3 温挤压技术现状及发展方向  14-18
  1.3 有限元法在塑性加工领域的发展  18-20
  1.4 本课题研究的主要内容  20-21
第二章.成形工艺分析  21-27
  2.1 零件图  21
  2.2 工艺分析  21-22
  2.3 预成形方案讨论  22-26
    2.3.1 方案1  22-24
    2.3.2 方案2  24-25
    2.3.3 方案3  25-26
    2.3.4 三种成形方案比较  26
  2.4 小结  26-27
第三章.温挤压成形的数值模拟  27-38
  3.1 体积成形有限元软件 MSC/superform 的简介  27-28
  3.2 温挤压的数值模拟  28-36
    3.2.1 力学模型的建立和模拟条件  28-29
    3.2.2 模拟结果及分析  29-36
  3.3 小结  36-38
第四章.模具设计  38-50
  4.1 挤压件图的确定  38
  4.2 温挤压模具设计  38-45
    4.2.1 凸、凹模设计与计算  39-42
    4.2.2 组合凹模设计  42-43
    4.2.3 垫板设计  43-45
  4.3 冷挤整形方法分析  45-46
  4.4 冷挤整形模具设计  46-48
    4.4.1 凹模设计  47-48
    4.4.2 凸模设计  48
  4.5 小结  48-50
第五章.实验研究  50-58
  5.1 实验条件  50
  5.2 实验工艺  50-52
    5.2.1 工艺重点  50-52
    5.2.2 工艺流程  52
  5.3 实验结果  52-53
  5.4 性能检测  53-55
  5.5 实验结果分析  55-56
  5.6 大批量生产的改进措施  56
  5.7 小结  56-58
结论  58-59
参考文献  59-62
攻读硕士学位期间发表的论文  62-63
致谢  63

节套体挤压成形工艺研究

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