论文题目: 纵向内筋筒形件滚珠旋压成形的工艺研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料加工工程
作者: 许春停
导师: 薛克敏
关键词: 滚珠旋压,纵向内筋,有限元法,工艺参数
文献来源: 合肥工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 高精度、高强度的薄壁筒形件在工业生产特别是在航空、航天和兵器工业等尖端技术领域中有着广泛的应用,旋压工艺是获得薄壁筒形件的一种有效方法。随着航空、航天及国防工业的发展,迫切的需要一些精密复杂的旋压件。带纵向内筋的薄壁筒形件就是适应这一需要而出现的。滚珠反向旋压作为一种新型的旋压工艺,是带纵向内筋的薄壁筒形件强旋成形的首选工艺。实际生产过程中影响产品成形的因素很多,各参数之间的合理搭配由工艺人员在试生产中反复摸索调试的办法来解决,常常付出过高的经济代价。 本文根据有限元理论,在对带内筋的筒形件滚珠旋压工艺特点进行深入分析的基础上,有效地处理了滚珠加载和边界约束等条件,并对坯料和芯模、滚珠进行了模型化处理。建立了符合实际的筒形件滚珠旋压反旋的三维有限元模型。 通过模拟,获得了滚珠旋压稳态下的金属的流动规律,与试验结果相吻合。利用这个规律指出传统模拟时把强力旋压当作二维来处理存在弊端。并获得了稳态变形时的应力和应变各分量的分布图,利用这些分布图解释了滚珠旋压时的变形机理和隆起、扩径、缩径等缺陷产生的原因。 对不同工艺参数下的滚珠旋压过程进行了模拟。获得了成形角、减薄率、进给比等工艺参数对等效应力、旋压力及内筋成形高度的影响规律,为旋压工艺参数的选择和优化提供了依据。 在此基础上,进一步分析了带纵向内筋的筒形件旋压件时出现的几种质量缺陷,对椭圆形端口、表面鳞状剥离现象和隆起进行了解释说明。最后,通过对参数的调整,最终旋出了合格的零件,得到了一组合适的参数匹配。
论文目录:
第一章 绪论
1．1 引言
1．2 旋压加工的分类
1．3 滚珠旋压技术简介
1．4 筒形件旋压技术的发展概况
1．4．1 带内筋的筒形件旋压的现状
1．5 有限元模拟的概况
1．5．1 塑性成形问题的解法
1．5．2 有限元分析在塑性成形领域的应用
1．5．3 有限元数值模拟技术在旋压成形中的应用
1．6 选题的背景和意义
1．7 课题的主要研究内容
第二章 大变形塑性成形有限元基本理论
2．1 引言
2．2 弹塑性有限元法的本构关系
2．3 弹塑性有限方程的建立
2．4 刚粘塑性有限元法的基本方程
2．5 刚粘塑性有限元方程组建立
2．6 本章小结
第三章 筒形件滚珠旋压数值模拟中关键问题处理
3．1 引言
3．1．1 筒行件滚珠旋压工艺过程分析
3．1．2 筒行件滚珠旋压模拟难点分析
3．2 筒形件滚珠旋压过程中有限元数值模拟的关键技术
3．2．1 有限元模型的建立
3．2．1．1 MSC/MARC中模型的建立
3．2．1．2 DEFORM3D中模型的建立
3．2．2 边界条件与接触的处理
3．2．3 滚珠运动情况的设置
3．2．4 摩擦问题的处理
3．3 旋压方式和工艺参数的选择
3．3．1 旋压方式的选择
3．4 工艺参数的选择
3．5 网格划分技术
3．5．1 网格重划分技术
3．5．2 网格自适应技术
3．6 本章小结
第四章 带纵向内筋薄壁筒形件强旋成形实验条件及方案
4．1 引言
4．2 实验条件
4．2．1 旋压方式和材料的选择
4．2．2 旋压工装的设计
4．2．3 实验设备的选择
4．2．4 实验方案的确定
4．3 小结
第五章 筒形件强力滚珠旋压过程的数值模拟
5．1 引言
5．2 筒形件强力滚珠旋压时金属的流动规律
5．2．1 筒形件旋压时金属的流动规律
5．2．2 进给比对筒形件流动的影响
5．3 筒形件滚珠强力旋压应力应变分析
5．3．1 筒形件滚珠反旋时应力和应变
5．4 工艺参数对纵向内筋筒形件强旋成形的影响
5．4．1 进给比对等效应力、旋压力及内筋高度的影响
5．4．2 毛坯厚度对等效应力、旋压力及内筋高度的影响
5．4．3 滚珠直径对等效应力、旋压力及内筋高度的影响
5．4．4 减薄率对等效应力、旋压力及内筋高度的影响
5．5 旋压件质量缺陷分析
5．5．1 椭圆形端口
5．5．2 表面鳞状剥离
5．5．3 表面隆起
5．6 三道次旋压后的结果分析
5．7 带内筋的筒形件滚珠反旋时应力应变的分析
5．8 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
硕士期间发表文章
发布时间: 2005-07-13
参考文献
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