大导程内螺纹冷挤压成形机理及工艺研究
发布时间：2023-03-11 03:09
快进丝杠螺母副是现代机电产品和智能化、自动化生产线中重要的功能部件,存在市场需求量大、规格多等特点。大导程螺母作为快进丝杠螺母副的核心组件,存在材料的硬度高、精度要求高、制造难度高等特点,成为快进丝杠螺母副制造的瓶颈。提出一种大导程内螺纹的冷挤压技术,对实现快进丝杠螺母副中大导程螺母内螺纹的制造具有很好的工程实用价值。本文的主要研究内容如下:(1)结合金属塑性变形理论和内螺纹成形特性分析,研究了螺母在丝锥挤压力作用下形成螺纹牙的过程,分析了内螺纹成形过程中挤压丝锥的棱脊负载,进一步阐明挤压锥部后面的棱脊磨损较快的原因。(2)分析了大导程挤压丝锥的设计准则,研究了大导程挤压丝锥螺距误差产生的原因,推导了单头、双头挤压丝锥螺距误差的计算公式和丝锥棱脊上螺距误差的分布规律,提出了一种补偿螺距误差的方法,以双头挤压丝锥为例,建立了一种等螺距双头挤压丝锥模型,为有限元数值模拟奠定基础。(3)利用DEFORM-3D有限元分析软件,以双头内螺纹冷挤压为研究对象,对大导程内螺纹冷挤压成形过程进行了数值模拟,分析了内螺纹成形过程中等效应力、等效应变、挤压温度、挤压扭矩的变化,同时研究双头内螺纹成形过程中...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的背景及意义
1.2 内螺纹的加工技术
1.3 内螺纹冷挤压技术的发展历程
1.4 内螺纹冷挤压技术及其工具的研究现状
1.4.1 内螺纹冷挤压技术的现状
1.4.2 挤压丝锥的研究现状
1.4.3 内螺纹冷挤压数值模拟的发展进程
1.5 本文的研究内容
第2章 大导程内螺纹冷挤压成形机理及力学基础
2.1 内螺纹冷挤压成形机理分析
2.1.1 内螺纹冷挤压成形的理论基础
2.1.2 内螺纹冷挤压成形过程分析
2.2 内螺纹冷挤压过程的力学基础
2.2.1 挤压过程中工件金属的受力分析
2.2.2 内螺纹冷挤压接触角分析
2.2.3 挤压过程中丝锥棱脊的负载分析
2.3 本章小结
第3章 大导程挤压丝锥的设计
3.1 挤压丝锥的结构设计
3.1.1 挤压丝锥的横截面形状
3.1.2 挤压丝锥的铲背量
3.1.3 挤压丝锥的大径、中径、小径
3.1.4 挤压锥部的结构
3.1.5 校准部分长度
3.2 挤压丝锥的螺距误差分析
3.2.1 圆锥式挤压丝锥螺距误差的产生
3.2.2 圆锥式挤压丝锥螺距误差的计算推理
3.3 挤压丝锥棱脊的误差分布
3.3.1 单头挤压丝锥棱脊误差分析
3.3.2 双头挤压丝锥的棱脊误差分布
3.4 大导程挤压丝锥三维模型的建立
3.4.1 对挤压丝锥误差进行补偿的方法
3.4.2 双头挤压丝锥的三维建模
3.5 本章小结
第4章 大导程内螺纹冷挤压数值模拟
4.1 刚(粘)塑性有限元理论基础
4.1.1 刚(粘)塑性有限元法的基本方程与边界条件
4.1.2 刚(粘)塑性材料的变分原理
4.2 有限元模拟分析的工具
4.2.1 DEFORM-3D简介
4.2.2 DEFORM-3D的仿真流程
4.3 双头内螺纹冷挤压有限元模型建立
4.3.1 建立有限元分析模型
4.3.2 工件材料属性的定义及网格划分
4.3.3 运动方式和边界条件的定义
4.3.4 有限元数据库的生成
4.4 双头内螺纹冷挤压过程模拟结果分析
4.4.1 双头内螺纹冷挤压的成形过程分析
4.4.2 双头内螺纹冷挤压成形过程速度场分析
4.4.3 双头内螺纹冷挤压成形过程等效应力、应变分析
4.4.4 双头内螺纹冷挤压成形过程温度场分析
4.4.5 双头内螺纹冷挤压成形过程扭矩分析
4.5 单头、双头内螺纹冷挤压成形扭矩对比分析
4.6 本章小结
第5章 大导程内螺纹冷挤压成形影响因素研究
5.1 工艺参数对双头内螺纹成形过程的影响
5.1.1 底孔直径对双头内螺纹成形过程的影响
5.1.2 挤压速度对双头内螺纹成形过程的影响
5.1.3 润滑条件对双头内螺纹成形过程的影响
5.2 挤压丝锥结构参数对成形过程的影响
5.2.1 丝锥棱数对双头内螺纹成形过程的影响
5.2.2 铲背量对双头内螺纹成形过程的影响
5.2.3 校准部长度对双头内螺纹成形过程的影响
5.2.4 挤压锥部长度对双头内螺纹成形过程的影响
5.2.5 挤压锥角对双头内螺纹成形过程的影响
5.3 基于正交试验的内螺纹冷挤压成形结果优化
5.3.1 基于正交试验的工艺参数优化
5.3.2 基于正交试验的丝锥结构参数优化
5.3.3 正交试验结果验证
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢
本文编号：3759080
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的背景及意义
1.2 内螺纹的加工技术
1.3 内螺纹冷挤压技术的发展历程
1.4 内螺纹冷挤压技术及其工具的研究现状
1.4.1 内螺纹冷挤压技术的现状
1.4.2 挤压丝锥的研究现状
1.4.3 内螺纹冷挤压数值模拟的发展进程
1.5 本文的研究内容
第2章 大导程内螺纹冷挤压成形机理及力学基础
2.1 内螺纹冷挤压成形机理分析
2.1.1 内螺纹冷挤压成形的理论基础
2.1.2 内螺纹冷挤压成形过程分析
2.2 内螺纹冷挤压过程的力学基础
2.2.1 挤压过程中工件金属的受力分析
2.2.2 内螺纹冷挤压接触角分析
2.2.3 挤压过程中丝锥棱脊的负载分析
2.3 本章小结
第3章 大导程挤压丝锥的设计
3.1 挤压丝锥的结构设计
3.1.1 挤压丝锥的横截面形状
3.1.2 挤压丝锥的铲背量
3.1.3 挤压丝锥的大径、中径、小径
3.1.4 挤压锥部的结构
3.1.5 校准部分长度
3.2 挤压丝锥的螺距误差分析
3.2.1 圆锥式挤压丝锥螺距误差的产生
3.2.2 圆锥式挤压丝锥螺距误差的计算推理
3.3 挤压丝锥棱脊的误差分布
3.3.1 单头挤压丝锥棱脊误差分析
3.3.2 双头挤压丝锥的棱脊误差分布
3.4 大导程挤压丝锥三维模型的建立
3.4.1 对挤压丝锥误差进行补偿的方法
3.4.2 双头挤压丝锥的三维建模
3.5 本章小结
第4章 大导程内螺纹冷挤压数值模拟
4.1 刚(粘)塑性有限元理论基础
4.1.1 刚(粘)塑性有限元法的基本方程与边界条件
4.1.2 刚(粘)塑性材料的变分原理
4.2 有限元模拟分析的工具
4.2.1 DEFORM-3D简介
4.2.2 DEFORM-3D的仿真流程
4.3 双头内螺纹冷挤压有限元模型建立
4.3.1 建立有限元分析模型
4.3.2 工件材料属性的定义及网格划分
4.3.3 运动方式和边界条件的定义
4.3.4 有限元数据库的生成
4.4 双头内螺纹冷挤压过程模拟结果分析
4.4.1 双头内螺纹冷挤压的成形过程分析
4.4.2 双头内螺纹冷挤压成形过程速度场分析
4.4.3 双头内螺纹冷挤压成形过程等效应力、应变分析
4.4.4 双头内螺纹冷挤压成形过程温度场分析
4.4.5 双头内螺纹冷挤压成形过程扭矩分析
4.5 单头、双头内螺纹冷挤压成形扭矩对比分析
4.6 本章小结
第5章 大导程内螺纹冷挤压成形影响因素研究
5.1 工艺参数对双头内螺纹成形过程的影响
5.1.1 底孔直径对双头内螺纹成形过程的影响
5.1.2 挤压速度对双头内螺纹成形过程的影响
5.1.3 润滑条件对双头内螺纹成形过程的影响
5.2 挤压丝锥结构参数对成形过程的影响
5.2.1 丝锥棱数对双头内螺纹成形过程的影响
5.2.2 铲背量对双头内螺纹成形过程的影响
5.2.3 校准部长度对双头内螺纹成形过程的影响
5.2.4 挤压锥部长度对双头内螺纹成形过程的影响
5.2.5 挤压锥角对双头内螺纹成形过程的影响
5.3 基于正交试验的内螺纹冷挤压成形结果优化
5.3.1 基于正交试验的工艺参数优化
5.3.2 基于正交试验的丝锥结构参数优化
5.3.3 正交试验结果验证
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢
本文编号：3759080
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