翻管工艺的理论与实验研究

论文摘要

管材翻卷成形是直接在简单模具上制造无缝双层或多层管的技术,它是一种集节能、柔性、高效和精密于一体的先进塑性加工技术,所生产的管件广泛应用于航空航天、汽车以及其他工业领域。目前为止,管材翻卷成形主要有轴压式翻管和拉伸翻管两种工艺方法。本文对管材翻卷成形进行了深入的理论和实验研究,针对传统轴压式翻管制件质量低、拉伸翻管工艺复杂的问题,提出了助推式翻管工艺,促进了翻管工艺的进一步发展。主要工作内容如下:①总结了翻管工艺的应用范围、分类和国内外的研究现状;②分析了传统的翻管方式,阐述了轴压式翻管和拉伸翻管的特点、主要的工艺参数的影响,以及轴压式翻管中常见的失稳形式;③提出了助推式外翻管工艺,通过有限元分析软件DEFORM-2D的数值模拟,总结了下模半径、助推块内径、助推块速度、摩擦条件和材料参数对成形的影响规律;④对助推式外翻管工艺进行了实验研究,以验证有限元分析的结果和助推式外翻管工艺的优越性,总结成形过程中的成形力─位移曲线的变化规律;⑤对翻管实验过程中出现的问题做出总结,以便于在以后的研究工作中对翻管工艺及模具设计做进一步的优化。本文的研究结果有助于促进管材翻卷精密成形技术的发展。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 管材塑性加工
• 1.2 翻管工艺简介
• 1.3 选题的背景及意义
• 1.4 本文的主要研究内容
• 1.5 研究的可行性
• 2 传统翻管工艺与模具
• 2.1 轴压式翻管工艺
• 2.1.1 锥形模翻管工艺
• 2.1.2 圆角模翻管工艺
• 2.1.3 槽形模翻管工艺
• 2.2 拉伸翻管工艺
• 2.3 管材翻转的力学特性与失稳现象
• 2.3.1 管材翻转的成形力－位移曲线
• 2.3.2 管材轴压翻转的失稳形式
• 2.4 本章小结
• 3 助推式外翻管工艺方法及其理论分析
• 3.1 助推式翻管工艺原理
• 3.2 成形过程的有限元模拟技术
• 3.3 助推式翻管工艺的理论分析
• 3.3.1 模具参数对成形的影响
• 3.3.2 助推块速度对成形的影响
• 3.3.3 摩擦条件对成形的影响
• 3.3.4 管坯参数及材料性能对成形的影响
• 3.3.5 等效应力（σ|-）的分布与变化规律
• 3.4 本章小结
• 4 助推式外翻管工艺的实验研究
• 4.1 实验装备及模具
• 4.2 实验方法
• 4.3 锥形模翻管的实验研究
• 4.4 圆角模翻管的实验研究
• 4.5 槽形模翻管的实验研究
• 4.6 助推式外翻管的实验研究
• 4.6.1 实验结果分析
• 4.6.2 成形力－位移曲线
• 4.6.3 壁厚的变化
• 4.6.4 实验过程出现的问题
• 4.7 本章小结
• 5 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录