大壁厚法兰工件的复合成形工艺研究

发布时间：2020-12-18 07:33

　　法兰做为各种设备与管道、设备与设备等的连接用零件,在工业生产中已经得到普遍的应用。鉴于法兰工件承压、封闭连接的应用环境,工程上对法兰的质量要求较为严格。根据实际生产需要,工厂常会采用铸造、机械加工、液态模锻、等温塑性成形等工艺进行加工不等壁厚法兰类工件,而现有的冲压工艺只能加工小壁厚法兰类工件。为此,本文提出一种复合成形工艺方法,旨在解决大壁厚法兰工件的冲压加工问题,从而扩展冲压工艺的应用范围。采用DEFORM-2D/3D有限元模拟软件,对复合成形工艺的镦粗成形过程进行数值模拟,研究镦粗成形效果及其影响因素。针对复合成形工艺中的关键工序——镦粗,设计了四种不同结构坯料模式下的镦粗成形方案,通过分析有限元数值模拟,得到了最优成形方案——带圆角结构、内径减小的镦粗成形方案。通过对比总结了圆角大小、直筒高度、摩擦因子三个因素对成形效果的影响规律发现:圆角大小对成形壁厚极限值影响很大且两者存在一定的比例关系;摩擦因子的改变对直筒成形壁厚的极限值没有影响,但成形载荷力随着摩擦因子的增大而增大;直筒高度对镦粗成形效果的影响很小,直筒壁厚极值几乎没有变化,而成形载荷会随直筒高度的增加而增大。在保证成... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 法兰类工件的分类
    1.3 法兰类工件成形工艺概述
    1.4 不等壁厚法兰类工件成形技术的研究现况
        1.4.1 机械加工
        1.4.2 挤压成形工艺
        1.4.3 薄壁法兰的冲压成形
    1.5 课题研究意义和内容
        1.5.1 课题研究目的
        1.5.2 课题研究内容
第2章 大壁厚法兰工件复合成形工艺方案
    2.1 引言
    2.2 薄壳类大壁厚法兰零件的结构特征
    2.3 薄壳类大壁厚法兰零件复合成形工艺思路
    2.4 薄壳类大壁厚法兰零件拉深、镦粗复合成形工艺的关键技术
    2.5 薄壳类大壁厚法兰零件直筒镦粗的变形模式
    2.6 有限元模拟模型的建立
        2.6.1 几何模型的建立及导入
        2.6.2 工件的材料特性
        2.6.3 有限元网格的划分
        2.6.4 边界条件的设定
    2.7 成形工艺的可行性分析
        2.7.1 带圆角的坯料结构
        2.7.2 无圆角的坯料结构
        2.7.3 模拟总结
    2.8 成形工艺方案的确定
        2.8.1 成形工艺方案的基本步骤
        2.8.2 成形工艺的优点
    2.9 本章小结
第3章 大壁厚镦挤成形的稳定性研究
    3.1 引言
    3.2 结构静动力屈曲问题研究现状
        3.2.1 屈曲问题的分类
        3.2.2 圆管的静力屈曲稳定性研究
    3.3 圆管失稳缺陷的研究
        3.3.1 常见的缺陷类型
        3.3.2 折叠缺陷的主要特征
        3.3.3 折叠缺陷的形成原因
    3.4 镦粗成形模拟分析
        3.4.1 应力应变分析
        3.4.2 镦粗成形缺陷的表现形式
    3.5 本章小结
第4章 大壁厚法兰工件镦粗成形有限元数值模拟分析
    4.1 引言
    4.2 正交试验方案的设计
    4.3 有限元模拟模型的建立
    4.4 有限元数值模拟的建立与成形效果的总结分析
        4.4.1 圆角R对成形效果的影响
        4.4.2 摩擦因子λ对成形效果的影响
        4.4.3 直筒高度h对成形效果的影响
    4.5 镦粗成形金属流动规律及应力应变分析
        4.5.1 金属流动规律
        4.5.2 等效应力场分析
        4.5.3 等效应变场分析
    4.6 最优工艺参数
    4.7 本章小结
第5章 大壁厚法兰工件塑性成形物理试验
    5.1 引言
    5.2 试验目的
    5.3 试验方案
        5.3.1 试验方法
        5.3.2 模具设计及试验设备
        5.3.3 制坯
    5.4 试验过程
    5.5 试验结果分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]法兰安装孔的高效加工方法研究[J]. 张健,朱思岁.  制造技术与机床. 2017(06)
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[6]AZ31B镁合金挤压矩形管的轴向压溃试验与吸能特性分析[J]. 吴章斌,桂良进,范子杰.  工程力学. 2015(10)
[7]H62合金法兰镦挤成形工艺研究[J]. 杨文华,赵建斌,吉卫,周朝辉,郝爱国.  锻压技术. 2015(08)
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[10]法兰盘机械加工工艺及工装设计[J]. 韩晓娟,孙丹.  科技风. 2014(14)

硕士论文
[1]轴压金属管的失效模式和吸能特性[D]. 宋璐.浙江大学 2006



本文编号：2923624