变壁厚静涡旋盘背压成形工艺优化研究
发布时间：2021-02-16 19:46
涡旋盘是车用涡旋式压缩机的核心组成部分,可分为动涡旋盘和静涡旋盘,为了满足高效节能的要求,静涡旋盘形状越来越复杂,成形难度高,现有工艺无法满足生产需求,常出现充不满、折叠、模具断裂等缺陷。本文以某型新式变壁厚静涡旋盘为研究对象,结合数值模拟和多种优化方法对变壁厚静涡旋盘成形过程进行分析,研究了工艺参数对其成形质量的影响规律,优化了背压成形工艺,并进行了实验验证。本文的主要研究内容和结论如下:基于涡旋盘形状特征和成形精度对锻件图进行了设计,结合初定的成形工艺和模具设计要点,给出了变壁厚静涡旋盘背压成形成套模具的设计方案,并开发了背压成形专用模架;同时总结了新式变壁厚静涡旋盘背压成形过程中的常见缺陷。基于刚塑性有限元法重构模型,利用DEFORM-3D对成形缺陷（充不满、模具断裂）产生过程进行反演,从金属流动规律、模具变形情况等角度分析了其发生机制,据此对原有成形方案和模具设计方案进行改进,并通过仿真实验进行了验证。根据产品特点,提出变壁厚静涡旋盘背压成形质量评价指标为成形载荷、高度差和端面平整度,利用正交试验研究了工艺参数（成形温度、模具温度、背压力、背压距离）对变壁厚静涡旋盘背压成形质量...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
涡旋压缩机结构及工作原理
(a) 涡旋压缩机结构 (b) 涡旋盘工作原理图 1.1 涡旋压缩机结构及工作原理Fig.1.1 Structure and working principle of scroll compressor的涡旋盘外形如图 1.2，动涡旋盘与静涡旋盘的结构大致相同，主要由分组成，涡旋体的高厚比较大。但随着设计理念的改变，以及新能源汽轻量化的新要求，近年来静涡旋盘的外形有了很大的变化，如图 1.3，早期的静涡旋盘，在基板外围增加了外壁，根据具体型号的不同，外壁有的一致，有的则是前者高于后者。
图 1.3 新式静涡旋盘示意图Fig.1.3 The new type of fixed scroll术概况是流动控制成形技术的一种。1993 年，中野隆志提出Control Forming），此法结合了冲压与冷锻的优点，可作用，产生轴向伸长、周向和径向压缩变形，能实现凹、凸台的异形零件的近净成形，这是传统成形方法制塑性成形过程中金属的非均匀性流动，自 FCF 技术对其进行了大量的理论实验研究，该技术逐渐应用到对锻件金属的流动控制，也根据具体零件的外形特征以出了不同的控制方式[7,8]。其中，在金属流动相反的方向偿零件不同部位的成形速度差，最终使金属充满整个图 1.4 为背压成形原理图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无油涡旋压缩机涡旋盘的应变分析及试验验证[J]. 彭斌,李要红,赵生显. 流体机械. 2018(07)
[2]汽车空调压缩机涡旋盘挤压铸造工艺研究[J]. 刘剑峰,尹延国,段聪翀,许明,程玉凡. 特种铸造及有色合金. 2017(09)
[3]空调压缩机用变壁厚涡旋盘背压成形工艺[J]. 田野,杜勇,李萍,汪长开,薛克敏,葛志成. 塑性工程学报. 2015(05)
[4]涡旋盘背压成形工艺研究[J]. 田野,薛克敏,孙大智,李萍,宋群超. 机械工程学报. 2015(16)
[5]4032铝合金棒材高温挤压过程中变形温度的模拟[J]. 朱光磊,长海博文,李新涛,纪黎. 有色金属加工. 2014(04)
[6]涡旋盘背压挤压成形工艺研究及模具分析[J]. 李君,孔炎,薛克敏,田庄. 金属加工(冷加工). 2013(21)
[7]多场耦合作用下动涡旋盘的变形和应力研究[J]. 李超,谢文君,赵嫚. 流体机械. 2013(08)
[8]涡旋压缩机动涡旋盘热弹性耦合分析[J]. 韩坤,唐景春,高才. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2013(07)
[9]温度场对动涡旋盘应力与应变的影响[J]. 黄蕾,唐景春,韩坤. 低温与超导. 2013(05)
[10]超声半固态流变挤压成形Al-20Si-2Cu-0.4Mg-1Ni合金的组织特征（英文）[J]. 吴树森,钟鼓,安萍,万里,中江秀雄. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(12)
硕士论文
[1]4032铝合金涡旋盘锻件组织性能研究[D]. 陈澜.哈尔滨工业大学 2011
[2]4032铝合金高温变形行为及涡旋盘精密模锻数值模拟[D]. 史瑱.哈尔滨工业大学 2010
[3]背压对AA5083超塑成形性能及变形量对TC4机械性能的影响[D]. 王倩.南京航空航天大学 2010
[4]空调压缩器涡旋盘流动控制成形工艺数值模拟及实验研究[D]. 阳先波.机械科学研究院 2005
本文编号：3036844
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
涡旋压缩机结构及工作原理
(a) 涡旋压缩机结构 (b) 涡旋盘工作原理图 1.1 涡旋压缩机结构及工作原理Fig.1.1 Structure and working principle of scroll compressor的涡旋盘外形如图 1.2，动涡旋盘与静涡旋盘的结构大致相同，主要由分组成，涡旋体的高厚比较大。但随着设计理念的改变，以及新能源汽轻量化的新要求，近年来静涡旋盘的外形有了很大的变化，如图 1.3，早期的静涡旋盘，在基板外围增加了外壁，根据具体型号的不同，外壁有的一致，有的则是前者高于后者。
图 1.3 新式静涡旋盘示意图Fig.1.3 The new type of fixed scroll术概况是流动控制成形技术的一种。1993 年，中野隆志提出Control Forming），此法结合了冲压与冷锻的优点，可作用，产生轴向伸长、周向和径向压缩变形，能实现凹、凸台的异形零件的近净成形，这是传统成形方法制塑性成形过程中金属的非均匀性流动，自 FCF 技术对其进行了大量的理论实验研究，该技术逐渐应用到对锻件金属的流动控制，也根据具体零件的外形特征以出了不同的控制方式[7,8]。其中，在金属流动相反的方向偿零件不同部位的成形速度差，最终使金属充满整个图 1.4 为背压成形原理图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]无油涡旋压缩机涡旋盘的应变分析及试验验证[J]. 彭斌,李要红,赵生显. 流体机械. 2018(07)
[2]汽车空调压缩机涡旋盘挤压铸造工艺研究[J]. 刘剑峰,尹延国,段聪翀,许明,程玉凡. 特种铸造及有色合金. 2017(09)
[3]空调压缩机用变壁厚涡旋盘背压成形工艺[J]. 田野,杜勇,李萍,汪长开,薛克敏,葛志成. 塑性工程学报. 2015(05)
[4]涡旋盘背压成形工艺研究[J]. 田野,薛克敏,孙大智,李萍,宋群超. 机械工程学报. 2015(16)
[5]4032铝合金棒材高温挤压过程中变形温度的模拟[J]. 朱光磊,长海博文,李新涛,纪黎. 有色金属加工. 2014(04)
[6]涡旋盘背压挤压成形工艺研究及模具分析[J]. 李君,孔炎,薛克敏,田庄. 金属加工(冷加工). 2013(21)
[7]多场耦合作用下动涡旋盘的变形和应力研究[J]. 李超,谢文君,赵嫚. 流体机械. 2013(08)
[8]涡旋压缩机动涡旋盘热弹性耦合分析[J]. 韩坤,唐景春,高才. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2013(07)
[9]温度场对动涡旋盘应力与应变的影响[J]. 黄蕾,唐景春,韩坤. 低温与超导. 2013(05)
[10]超声半固态流变挤压成形Al-20Si-2Cu-0.4Mg-1Ni合金的组织特征（英文）[J]. 吴树森,钟鼓,安萍,万里,中江秀雄. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(12)
硕士论文
[1]4032铝合金涡旋盘锻件组织性能研究[D]. 陈澜.哈尔滨工业大学 2011
[2]4032铝合金高温变形行为及涡旋盘精密模锻数值模拟[D]. 史瑱.哈尔滨工业大学 2010
[3]背压对AA5083超塑成形性能及变形量对TC4机械性能的影响[D]. 王倩.南京航空航天大学 2010
[4]空调压缩器涡旋盘流动控制成形工艺数值模拟及实验研究[D]. 阳先波.机械科学研究院 2005
本文编号：3036844
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