新型冷拔钢管打头机工艺参数数值模拟及实验研究

发布时间：2017-11-01 20:22

  本文关键词：新型冷拔钢管打头机工艺参数数值模拟及实验研究

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【摘要】：本课题依托于江苏常宝钢管有限股份公司的打头机项目,该设备主要用于冷拔钢管生产的前道工序,采用该设备可以提高生产率,降低能耗,提高成材率。该设备采用的是径向锻造成形工艺,这种工艺方法比较适合轴类、管类零件的成形,成形速度快,能耗低,成形效果好。国外对径向锻造的研究起步较早,技术也比较成熟,国内对径向锻造的研究较少,主要集中在一些车轴、枪管、有色金属线棒材等的锻造工艺上,有关这种打头设备,并将这种工艺具体应用于钢管打头过程的研究报道,国内外还没有见到,本课题成功的将其应用于新型冷拔钢管打头上是一种创新。本文首先介绍了冷拔钢管产品的应用及其工艺生产流程,然后简要介绍了国内外关于径向锻造技术的研究现况,进而通过理论解析的方法,将径向锻造工艺与打头成形过程相结合,分析了变形过程中各项工艺参数,如送进速度、锤头锥角、旋转速度等对成形过程的影响;然后又利用DEFORM软件,通过数值模拟的方法,模拟了不同工艺参数条件下管头的成形效果,通过对成形过程中的载荷、应力应变等进行分析,研究了钢管打头的成形特点及其变形规律,对各项工艺参数进行了进一步确定;根据这种新的工艺方法,本文提出了此种新型打头机的设备设计方法,然后通过新设备的调试、试验验证了上述成形工艺条件下的成形效果。最后对锻打前后的管料进行了力学性能试验分析,研究了其变型前后的材料力学性能变化,研究结果表明,采用本打头机锻打后的管头壁厚增大,管头强度得到提高。同时心部保持中空对于后续拉拔、酸洗、水洗等工序也是非常有利的。
【关键词】：冷拔钢管 打头机 径向锻造 打头机工艺参数 锻造模具
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG355;TG316
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-19
• 1.1 课题研究的背景9-12
• 1.2 径向锻造工艺简介12-15
• 1.2.1 径向锻造的工艺原理12-15
• 1.2.2 径向锻造的工艺用途15
• 1.2.3 径向锻造的工艺特点15
• 1.3 径向锻造技术的研究现况15-18
• 1.3.1 国外研究现况16-17
• 1.3.2 国内研究现况17-18
• 1.4 本课题研究的主要内容18-19
• 第二章 冷拔钢管打头工艺过程理论解析19-27
• 2.1 锻打锤头对打头过程的影响19-21
• 2.1.1 锻打锤头形状对打头过程的影响19-20
• 2.1.2 锻打锤头数目对打头过程的影响20-21
• 2.2 锻造过程中主要工艺参数对成形的影响21-23
• 2.2.1 锤击速度对成形过程的影响21
• 2.2.2 径向压下量对成形过程的影响21-22
• 2.2.3. 轴向送进速度对成形过程的影响22
• 2.2.4. 夹头转速对成形过程的影响22-23
• 2.2.5. 锻造温度对成形过程的影响23
• 2.3 打头过程受力分析及力学模型的建立23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 打头过程数值模拟及其结果分析27-43
• 3.1 有限元数值模拟方法介绍27-28
• 3.1.1 有限元数值模拟理论27
• 3.1.2 有限元数值模拟中摩擦模型的建立27-28
• 3.2 有限元模型的建立28-30
• 3.2.1 建立三维模型28-29
• 3.2.2 运动曲线的设定29-30
• 3.3 数值模拟结果分析30-41
• 3.3.1 锤头锥角对成形的影响33-34
• 3.3.2 锤头打击速度对金属流动性的影响34-35
• 3.3.3 夹送辊送进角对应变及成形效果的影响分析35-38
• 3.3.4 成形过程应力分析38-40
• 3.3.5 不同压下量对管壁厚度的影响40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 打头机设备研制43-54
• 4.1 主机设计43-45
• 4.2 锤头模具设计45-46
• 4.3 夹送机构设计46-49
• 4.4 改进后的夹送装置49-51
• 4.5 其它辅助设备51-52
• 4.6 本章小结52-54
• 第五章 工艺实验及锻后管头分析54-62
• 5.1 工艺实验验证54-56
• 5.2 锻打前后钢管力学性能分析56-59
• 5.2.1 锻前管坯力学性能56-59
• 5.2.2 锻后管坯力学性能59
• 5.3 本章小结59-62
• 第六章 结论与展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 攻读学位期间发表的学术论文目录70-71

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本文编号：1128384