变截面矩形管的制造与弯曲工艺及参数优化的研究

发布时间：2020-03-24 03:20

【摘要】：矩形管类零件是日常生产生活中特别常见的一种空心管零件,其应用特别广泛,在汽车、石油化工、船舶、建筑和航空航天等领域都大量使用矩形管类零件。变截面矩形管属于矩形管的一种,同普通矩形管相比,它的最大特点就是其变截面特性,这一特性也决定了它成形工艺的特殊性。目前对于变截面矩形管的制造以及弯曲工艺研究很少,现有工艺多是先分别成形两片金属板,之后焊接在一起,这样得到的零件焊缝处应力较大,容易发生断裂,质量得不到保证。针对这一问题,本文以无缝钢管为原料,设计了变截面矩形管的制造以及弯曲工艺。针对变截面矩形管的制造过程,本文设计了四模具径向挤压成形工艺,从二维上模拟研究了其一般变形规律,探究圆管厚径比、摩擦系数和模具速度等参数对变形结果的影响,并提出利用模具反变形来消除圆管内凹缺陷的方法。针对常见厚径比的管件,模拟优化得到了对应的最佳模具弧形度,之后将二维变形规律应用于三维上,成功实现了缺陷的消除。以某一尺寸的变截面矩形管制造为例,本文进行了实验,获得了平面模具与弧形模具的成形结果,并且和模拟结果进行了对比,验证了工艺的可行性与模拟结果的准确性。针对矩形管的弯曲工艺,研究摩擦系数、管坯拐角半径和弯曲模转速等参数对绕弯缺陷的影响规律,设计改进了传统绕弯工艺,提出了无芯轴反补偿法绕弯成形工艺,模拟结果显示这种方法可以有效消除内凹与折叠缺陷;并设计了变半径弯曲模具,针对某一尺寸变截面矩形管,对矩形管件各部位反变形量(大端外壁凸出量、大端内壁凸出量、小端外壁凸出量、小端内壁突出量)进行了参数的优化,以弯曲件内部折叠、外部凹陷程度最小为优化目标,得到不同参数对两者的影响规律,并得到了两组优化参数,之后利用综合平衡法来分析两组优化参数,最终得到了一组最优的工艺参数。
【图文】：

图２－１邋Ｃ形梁成形工序逡逑９逡逑

图２－２先圆后方工序逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG306

【参考文献】

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1 刘希昌;;空气悬架C型梁——无缝化的到来[J];汽车与配件;2015年47期

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3 张国宽;李晓;田晓燕;;热轧方矩形管的开发[J];钢管;2015年04期

4 夏鸿雁;李朝阳;吴迪;;方管无模弯曲的扁平化实验研究[J];热加工工艺;2015年09期

5 夏鸿雁;卞清;吴迪;;方断面锥形管无模拉伸实验[J];沈阳大学学报(自然科学版);2015年01期

6 张丛远;徐岩;徐驰;;矩形管弯曲实验及有限元仿真[J];机械制造与自动化;2014年04期

7 杨银;闫晓东;王哲;陈松;李慧;;铝合金矩形管绕弯件尺寸精度的试验研究[J];材料科学与工艺;2014年01期

8 付志强;杜凤山;安子军;段利英;于辉;杨帆;;方矩形管端部成型机制[J];钢铁;2014年02期

9 夏鸿雁;卞清;吴迪;;大型锥形方管特种成形工艺[J];东北大学学报(自然科学版);2014年01期

10 李茜;韩飞;杨河;;成形工艺对冷弯方管残余应力及焊接微观组织的影响[J];钢铁研究学报;2014年01期

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1 李东成;弯曲管内高压成形研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

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本文编号：2597710