弹膛成形时的工艺参数影响分析及知识库的建立

论文摘要

弹膛是枪管的重要组成部分,其主要作用是容纳枪弹,保证枪弹发射时能够正确定位和射击。身管线弹膛采用径向锻造工艺一起锻出,不但能保证锻件的高精度,而且可以减少后续机械加工,还能使身管线膛与弹膛保持极高的同轴度。基于国内身管线弹膛精锻工艺还不够完善的现状,对影响身管弹膛精锻成形的工艺参数进行分析就具备重要的现实意义。本文针对影响身管弹膛精锻成形的主要工艺参数,运用有限元分析软件ABAQUS对身管线弹膛精锻的整个过程进行数值模拟,并用解析法对锻打位置的几何参量进行求解,完成了如下工作：(1)依照身管线弹膛精锻过程中材料的塑性成形机理,用解析法对影响弹膛成形的关键参数即抬锤位置进行求解,得出了弹膛成形的必要条件。(2)通过数值模拟展示了身管弹膛精锻过程中出现的锻造缺陷；依据毛坯成形过程中材料的流动情况,对锻造缺陷的形成机理进行了分析。(3)分析身管精锻过程中主要工艺参数,包括抬锤位置、轴向进给速度、夹持压强等对弹膛成形的影响；对锤头和芯棒的结构进行分析,讨论了不同芯棒弹膛锥角与锤头角度的匹配关系。(4)对精锻过程中各工艺参数对弹膛成形的影响进行汇总并建立知识库,重点对实现其中主要模块的关键技术进行研究,以期为实际生产提供直观实用的理论支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 图表目录
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 关于径向锻造技术
• 1.2.1 径向锻造工艺原理简介
• 1.2.2 径向精锻工艺的特点及其应用
• 1.2.3 径向精锻技术的国内外研究现状
• 1.3 KBE研究状况
• 1.4 相关软件介绍
• 1.4.1 Hypermesh前处理软件
• 1.4.2 ABAQUS简介
• 1.5 本文的主要研究内容
• 2 线弹膛精锻成形过程及工艺参数介绍
• 2.1 线弹膛精锻成形过程
• 2.2 线弹膛精锻成形过程中的主要工艺参数
• 2.2.1 锻造比
• 2.2.2 锤头的锻打频率
• 2.2.3 锻件转数
• 2.2.4 轴向进给速度
• 2.2.5 径向压下量
• 2.2.6 夹持压力
• 2.2.7 抬锤位置
• 2.2.8 抬锤量
• 2.2.9 锻造温度
• 2.3 本章小结
• 3 解析法求解最佳抬锤位置
• 0和理想相对压下量ε₀的定义'>3.1 理想锻造比Φ₀和理想相对压下量ε₀的定义
• 3.2 解析法求解求最佳抬锤位置
• 3.2.1 解析法中各参数的定义
• 3.2.2 不同位置下弹膛锥度段的理想锻造比和相对压下量
• 3.2.3 数据计算
• 3.2.4 结果分析
• 3.3 本章小结
• 4 线弹膛精锻有限元模型的建立
• 4.1 有限单元法概述
• 4.1.1 有限单元法的基本思想及应用
• 4.1.2 有限元分析的一般过程
• 4.2 有限元网格划分中的网格过渡技术
• 4.2.1 网格过渡技术的由来
• 4.2.2 二维网格疏密过渡技术探讨
• 4.3 线弹膛精锻过程的有限元建模
• 4.3.1 线弹膛锻打过程的整体建模
• 4.3.2 精锻数值模拟中各参量的确定
• 4.3.3 毛坯网格划分与材料模型
• 4.3.4 线弹膛精锻有限元模型边界条件的设定
• 4.4 本章小结
• 5 弹膛锻打过程有限元数值模拟与参数影响分析
• 5.1 弹膛锻打缺陷
• 5.1.1 锥角处未锻到
• 5.1.2 锥角处过锻
• 5.2 抬锤位置对弹膛成形的影响
• 5.2.1 各抬锤位置下弹膛锥角的成形情况
• 5.2.2 不同抬锤位置对弹膛锥度段径向锻造比和相对压下量的影响
• 5.2.3 结论
• 5.3 轴向进给速度对弹膛锥角成形的影响
• 5.3.1 合抱锻打结束后的锥角间隙
• 5.3.2 单锤轴向进给量与抬锤位置的关系
• 5.3.3 结论
• 5.4 抬锤后夹持压力值对锥角成形的影响
• 5.4.1 锻打结束后的弹膛锥角成形效果
• 5.4.2 抬锤后毛坯材料的流动情况
• 5.4.3 结论
• 5.5 锤头与芯棒的结构工艺性问题
• 5.5.1 锤头和芯棒的结构参数
• 5.5.2 不同芯棒锥角下的锥角间隙与成形情况
• 5.5.3 芯棒结构工艺性不好时的弹膛成形情况
• 5.5.4 结论
• 5.6 本章小结
• 6 弹膛精锻工艺知识库主要模块的建立
• 6.1 知识库简介及其应用
• 6.1.1 KBE简介
• 6.1.2 KBE技术在工程中的应用
• 6.2 弹膛精锻工艺知识库主要模块功能的实现
• 6.2.1 弹膛精锻工艺知识表达方式的研究
• 6.2.2 工艺参数分析中基于事例的推理技术
• 6.2.3 三维模型参数化建模
• 6.3 本章小结
• 7 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录