双联齿轮剪切-挤压成形机理与流动控制研究
发布时间：2022-02-18 22:08
针对轻体功能结构的制造需求,带动了板料体积成形工艺的快速发展。级进冷锻工艺,作为一类典型的板料体积成形工艺,可以在板料上成形阶梯变厚类零件。对于板状阶梯变厚类零件,可以采用分步剪切工艺成形。但当零件存在内外齿形特征时,断面质量以及齿形塌角的存在,会直接影响零件的服役性能。针对上述问题,本文以双联齿轮零件为对象,研究了板坯材料在剪切和挤压复合成形过程中的面外、面内流动规律,影响金属流动的主要因素及相应的控制方法,在此基础上给出了较为完整的面向板状阶梯类零件的成形工艺方案。具体研究内容包括:1)采用了一种面向阶梯类齿形零件的板料剪切-挤压复合成形工艺,较传统工艺可改善材料利用率与齿形填充率。基于实验及模拟所得的金属流动状态,可将成形全过程按照金属流动状态分为“剪切-压扁”、“径向挤压”和“局部填充”三个阶段;金属流动的状态与内、外齿的填充进程密切相关。2)结合金属流动控制理念,归纳了背压条件对双联齿轮剪切-挤压复合成形的影响机制。借助所搭建的双联齿轮成形实验平台,设置不同的背压条件,可获知不同背压条件下内齿根部的成形结果、金属流速和应力状态;基于优化的背压条件,可在挤压成形外齿的同时,使金...
【文章来源】：上海交通大学上海市211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究现状
1.2.1 板料体积成形工艺研究现状
1.2.2 板料体积成形中装备和模具对金属流动影响的研究现状
1.2.3 板料体积成形中各向异性流动影响的研究现状
1.2.4 预成形对板料体积成形金属流动的研究现状
1.3 本文研究的主要内容
第二章 双联齿轮板料剪切-挤压复合成形工艺
2.1 引言
2.2 双联齿轮制造工艺的发展
2.2.1 双联齿轮现有工艺
2.3 双联齿轮剪切-挤压成形工艺原理
2.3.1 双联齿轮结构特征
2.3.2 双联齿轮成形实验装置
2.3.3 各向同性成形工艺模拟模型
2.4 双联齿轮剪切-挤压成形结果分析
2.4.1 双联齿轮剪切-挤压成形模拟结果
2.4.2 1060 铝合金剪切-挤压复合成形实验结果
2.5 本章小结
第三章 控制金属流动方式对剪切-挤压成形的研究
3.1 引言
3.2 背压实验设计方案
3.3 背压方案设计双联齿轮成形实验研究
3.3.1 同一背压下不同材料双联齿轮的成形研究
3.3.2 6061 板料不同背压下双联齿轮成形实验研究
3.4 背压方案设计双联齿轮成形模拟研究
3.5 6061 铝合金背压条件(Δt=0mm)时双联齿轮成形实验研究
3.6 本章小结
第四章 各向异性对双联齿轮剪切-挤压成形金属流动研究
4.1 引言
4.2 双联齿轮板料体积成形各向异性成形实验研究
4.3 拉、压应力下各向异性实验和Lankford系数研究
4.4 考虑各向异性模型的双联齿轮成形质量分析
4.5 本章小结
第五章 剪切下料对板料体积成形金属流动的影响
5.1 引言
5.2 带有撕裂带的坯料-普通冲裁坯料
5.3 现有精密剪切工艺制坯方案
5.3.1 阶梯凸模冲裁坯料
5.3.2 负间隙冲裁坯料
5.4 无撕裂带坯料-闭式剪切工艺方法和坯料
5.4.1 闭式剪切工艺
5.4.2 闭式剪切坯料
5.5 断面撕裂带对成形的影响
5.6 精密冲裁下料对成形的影响
5.6.1 阶梯冲裁坯料(Ⅰ)成形结果
5.6.2 负间隙冲裁坯料(Ⅱ、Ⅲ)成形结果
5.6.3 闭式剪切坯料(Ⅳ、Ⅴ)成形结果
5.7 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间完成的学术论文和科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金实心凸起结构板锻造成形工艺[J]. 董文正,张存园,林启权,王志刚. 中国有色金属学报. 2017(11)
[2]双向厚差小圆角带轮冲锻成形工艺[J]. 姚彭彭,巩子天纵,杨善文,张建新,朱伟健,李萍,薛克敏. 塑性工程学报. 2015(01)
[3]厚板镦粗-翻边复合工艺（英文）[J]. 林启权湘潭大学机械工程学院,董文正湘潭大学机械工程学院,王志刚,Katsuyoshi HIRASAWA. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(07)
[4]薄板台阶断面件FCF加工硬化特性[J]. 刘勇,卢险峰,朱会,李湖峰. 中国机械工程. 2012(18)
[5]厚板局部镦粗圆孔翻边的数值模拟[J]. 林启权,袁中林,王振球. 热加工工艺. 2011(03)
[6]板料凸起成形的底部压缩拉深法[J]. 林启权,张学兵,王振球. 锻压技术. 2010(06)
[7]Simulation and Experiment on Workability for Cold Pressure Forming of Sheet Metal Part with Step Cross-section[J]. LU Xianfeng1,LI Hufeng1,ZHANG Yuerong2,and ZHOU Yong1 1 Mechanical & Electronical School,Nanchang University,Nanchang 330031,China 2 Jiangxi Province Institutes of Mechanical Science Research,Nanchang 330046,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2010(02)
[8]1100-H14铝合金板冷冲锻成形过程的有限元模拟[J]. 王可胜,刘全坤,张德元. 中国有色金属学报. 2010(02)
[9]凸起成形的底部压缩拉深法研究[J]. 张学兵,林启权,王志刚,陈进泽. 热加工工艺. 2009(23)
[10]基于Pro/Moldesign的粉末冶金铁基双联齿轮成型模设计[J]. 陈鹏,吴朗. 模具工业. 2009(03)
硕士论文
[1]板料的局部体积塑性成形及其对材料性能的影响研究[D]. 朱滕薛.重庆大学 2018
[2]仿生结构U形单元冲锻复合成形机理研究及工艺优化设计[D]. 李小娟.重庆大学 2018
[3]复杂壳体类零件流动控制成形工艺数值模拟及实验研究[D]. 李君.合肥工业大学 2014
[4]螺纹板零件冲镦复合成形工艺研究[D]. 史植广.河北科技大学 2013
[5]微型铝合金轴承座冲锻复合成形模拟与优化研究[D]. 李奋强.合肥工业大学 2010
[6]大厚差板材零件的冷冲锻成形工艺及其机理研究[D]. 欧阳坤.华中科技大学 2009
[7]铜散热片精冲复合成形数值模拟及工艺参数优化[D]. 张金宝.合肥工业大学 2009
本文编号：3631638
【文章来源】：上海交通大学上海市211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 研究现状
1.2.1 板料体积成形工艺研究现状
1.2.2 板料体积成形中装备和模具对金属流动影响的研究现状
1.2.3 板料体积成形中各向异性流动影响的研究现状
1.2.4 预成形对板料体积成形金属流动的研究现状
1.3 本文研究的主要内容
第二章 双联齿轮板料剪切-挤压复合成形工艺
2.1 引言
2.2 双联齿轮制造工艺的发展
2.2.1 双联齿轮现有工艺
2.3 双联齿轮剪切-挤压成形工艺原理
2.3.1 双联齿轮结构特征
2.3.2 双联齿轮成形实验装置
2.3.3 各向同性成形工艺模拟模型
2.4 双联齿轮剪切-挤压成形结果分析
2.4.1 双联齿轮剪切-挤压成形模拟结果
2.4.2 1060 铝合金剪切-挤压复合成形实验结果
2.5 本章小结
第三章 控制金属流动方式对剪切-挤压成形的研究
3.1 引言
3.2 背压实验设计方案
3.3 背压方案设计双联齿轮成形实验研究
3.3.1 同一背压下不同材料双联齿轮的成形研究
3.3.2 6061 板料不同背压下双联齿轮成形实验研究
3.4 背压方案设计双联齿轮成形模拟研究
3.5 6061 铝合金背压条件(Δt=0mm)时双联齿轮成形实验研究
3.6 本章小结
第四章 各向异性对双联齿轮剪切-挤压成形金属流动研究
4.1 引言
4.2 双联齿轮板料体积成形各向异性成形实验研究
4.3 拉、压应力下各向异性实验和Lankford系数研究
4.4 考虑各向异性模型的双联齿轮成形质量分析
4.5 本章小结
第五章 剪切下料对板料体积成形金属流动的影响
5.1 引言
5.2 带有撕裂带的坯料-普通冲裁坯料
5.3 现有精密剪切工艺制坯方案
5.3.1 阶梯凸模冲裁坯料
5.3.2 负间隙冲裁坯料
5.4 无撕裂带坯料-闭式剪切工艺方法和坯料
5.4.1 闭式剪切工艺
5.4.2 闭式剪切坯料
5.5 断面撕裂带对成形的影响
5.6 精密冲裁下料对成形的影响
5.6.1 阶梯冲裁坯料(Ⅰ)成形结果
5.6.2 负间隙冲裁坯料(Ⅱ、Ⅲ)成形结果
5.6.3 闭式剪切坯料(Ⅳ、Ⅴ)成形结果
5.7 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间完成的学术论文和科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金实心凸起结构板锻造成形工艺[J]. 董文正,张存园,林启权,王志刚. 中国有色金属学报. 2017(11)
[2]双向厚差小圆角带轮冲锻成形工艺[J]. 姚彭彭,巩子天纵,杨善文,张建新,朱伟健,李萍,薛克敏. 塑性工程学报. 2015(01)
[3]厚板镦粗-翻边复合工艺（英文）[J]. 林启权湘潭大学机械工程学院,董文正湘潭大学机械工程学院,王志刚,Katsuyoshi HIRASAWA. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(07)
[4]薄板台阶断面件FCF加工硬化特性[J]. 刘勇,卢险峰,朱会,李湖峰. 中国机械工程. 2012(18)
[5]厚板局部镦粗圆孔翻边的数值模拟[J]. 林启权,袁中林,王振球. 热加工工艺. 2011(03)
[6]板料凸起成形的底部压缩拉深法[J]. 林启权,张学兵,王振球. 锻压技术. 2010(06)
[7]Simulation and Experiment on Workability for Cold Pressure Forming of Sheet Metal Part with Step Cross-section[J]. LU Xianfeng1,LI Hufeng1,ZHANG Yuerong2,and ZHOU Yong1 1 Mechanical & Electronical School,Nanchang University,Nanchang 330031,China 2 Jiangxi Province Institutes of Mechanical Science Research,Nanchang 330046,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2010(02)
[8]1100-H14铝合金板冷冲锻成形过程的有限元模拟[J]. 王可胜,刘全坤,张德元. 中国有色金属学报. 2010(02)
[9]凸起成形的底部压缩拉深法研究[J]. 张学兵,林启权,王志刚,陈进泽. 热加工工艺. 2009(23)
[10]基于Pro/Moldesign的粉末冶金铁基双联齿轮成型模设计[J]. 陈鹏,吴朗. 模具工业. 2009(03)
硕士论文
[1]板料的局部体积塑性成形及其对材料性能的影响研究[D]. 朱滕薛.重庆大学 2018
[2]仿生结构U形单元冲锻复合成形机理研究及工艺优化设计[D]. 李小娟.重庆大学 2018
[3]复杂壳体类零件流动控制成形工艺数值模拟及实验研究[D]. 李君.合肥工业大学 2014
[4]螺纹板零件冲镦复合成形工艺研究[D]. 史植广.河北科技大学 2013
[5]微型铝合金轴承座冲锻复合成形模拟与优化研究[D]. 李奋强.合肥工业大学 2010
[6]大厚差板材零件的冷冲锻成形工艺及其机理研究[D]. 欧阳坤.华中科技大学 2009
[7]铜散热片精冲复合成形数值模拟及工艺参数优化[D]. 张金宝.合肥工业大学 2009
本文编号：3631638
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3631638.html
