薄板深孔温挤压成形研究

发布时间：2017-10-13 17:31

  本文关键词：薄板深孔温挤压成形研究

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【摘要】：薄板成深孔加工是一种区别于传统孔加工方法的绿色特种加工方法。传统的孔加工方法一般为去除成孔区的板料,所得到的孔的深度等于板的厚度。本文利用金属本身具有的热塑性对金属薄板进行孔加工,通过无刃钻具与板料之间的旋转摩擦生热,先对成孔区材料进行升温软化,降低其变形抗力,进而贯穿成孔,根据板厚与钻具直径的不同,所得到的孔的深度约为板厚度的3-4倍。通过利用金属本身的塑性进行加工,不会产生切屑,加工过程也无需添加冷却液,在材料得到充分利用的同时工件成孔区域又可以得到合理的流线分布和良好的机械性能。本文对薄板深孔成形过程进行理论分析与仿真分析及试验验证,并在薄板成深孔加工常规成形温度的范围外(再结晶温度以下)进行了成孔研究。具体做了如下工作:运用能量原理的李兹法,得到四边固支弹性薄板的挠度函数,确定薄板深孔加工板的弹性极限与板厚的关系;依据古典摩擦理论和剪切摩擦理论,建立薄板深孔加工过程中锥球形钻具摩擦热源的理论模型,得到薄板件吸热的数学公式;并在不同加工参数下对成孔进行了仿真分析;研究了薄板深孔加工的整个加工过程,用上限法建立了挤压阶段的力学模型,积分法建立了胀形阶段的力学模型;得出了温挤压加工的加工工艺参数,为实际生产加工提供了较为可靠的理论依据。
【关键词】：薄板深孔 温挤压成形 摩擦热 极限载荷 成孔力
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG376
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题背景10
• 1.2 孔加工方法的研究现状10-13
• 1.3 薄板成深孔成形技术的国内外研究现状13-14
• 1.4 课题来源及主要研究内容与方法14-15
• 第2章 薄板弹性极限载荷研究15-27
• 2.1 工件几何特征分析15-16
• 2.2 弹性薄板的基本假设16-17
• 2.3 薄板的边界条件设定17-19
• 2.4 四边固支矩形弹性薄板的挠度函数分析19-24
• 2.4.1 小挠度理论下的势能公式推导20-22
• 2.4.2 四边固支矩形弹性薄板的挠度函数分析22-24
• 2.5 四边固支矩形弹性薄板极限荷载的确定24-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第3章 薄板成孔力学模型的建立27-38
• 3.1 基于上限法建立挤压模型27-32
• 3.1.1 模型的区域划分28-29
• 3.1.2 各功率及挤压力的求解29-32
• 3.2 胀形力模型建立32-36
• 3.3 本章小结36-38
• 第4章 薄板深孔成形力热分析38-50
• 4.1 钻具热源理论模型建立38-45
• 4.1.1 摩擦系数确定38-39
• 4.1.2 薄板深孔成形热量传递边界条件假设39
• 4.1.3 锥球形钻具摩擦生热热源模型建立39-42
• 4.1.4 工艺参数探究42-45
• 4.2 仿真分析加工参数对摩擦生热的影响45-49
• 4.2.1 模拟前的准备45-47
• 4.2.2 模拟结果与实验对比分析47
• 4.2.3 进给速度对工件成形区温度的影响47-48
• 4.2.4 转速对温度的影响48-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第5章 薄板深孔温挤压成形研究50-62
• 5.1 薄板深孔温挤压成孔温度范围的确定50-52
• 5.2 不同温度区成孔的仿真分析52-57
• 5.2.1 300~600℃间的成孔探究53-55
• 5.2.2 600~800℃间的成孔探究55-57
• 5.3 温挤压试验结果分析57-60
• 5.3.1 成孔尺寸精度试验分析58-59
• 5.3.2 试验成孔表面硬度分析59-60
• 5.4 本章小结60-62
• 结论62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文66-67
• 致谢67

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本文编号：1026196