管件精密快速成形仿真及应用

发布时间：2017-05-23 07:08

  本文关键词：管件精密快速成形仿真及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统的发动机水管加工方法是采用车床加工。采用这种方法加工为了保证较高的产品精度和表面质量需消耗大量的工时,生产效率低下,使得产品的生产成本大大增加。圆柱管在轴向载荷的作用下能发生对称的局部屈曲变形。利用这一原理,设计模具并对钢管进行冷加工成形得到所需的喇叭状管口。本文采用冷成形法对管件喇叭口端进行加工可以保证产品质量而且使得生产效率大大提高。对管件喇叭口形状进行成形加工时,由于夹具刚度的存在不能完全夹紧钢管,同时由于钢管自身刚度的限制,夹具的夹紧力不能过大,使得钢管的另一端必然会受到轴向载荷的作用。在轴向载荷的作用下,若缩径区产生塑性变形则会影响到下一道工序的进行。为了避免管件缩径加工成形时过大的缩径量对产品质量产生不利影响,利用有限元软件ABAQUS对喇叭口成形过程进行仿真计算,确定喇叭口成形到给定尺寸时模具上所需施加的进给量并研究在此进给量下钢管缩径区直径变化情况。根据成形后缩径端的直径值,通过ABAQUS进行仿真验证能否实现一次快速缩径成形。受缩径系数的限制,当不能实现一次缩径进行成形时,需要改进成形工艺。仿真计算选择不同来料管径时,模具进给量的变化对钢管喇叭口成形尺寸的影响,据此确定不同来料管径所对应的进给量,并分析改进后能否实现一次缩径成形进而达到改进成形工艺的目的。为了研究钢管脱模后在残余应力的作用下发生回弹对成形结果产生影响,利用有限元软件ABAQUS对喇叭口成形后和最终成形件的回弹进行仿真计算,得到回弹对成形精度的影响。根据成形结果选择生产时的来料管径、管长、进给量、缩径量,加工出所需精度的汽车配管。
【关键词】：发动机进出水管 回弹 冷成形 有限元分析
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 管端精密快速成形的意义9-10
• 1.2 圆柱管塑性成形技术的研究10-11
• 1.3 冷成形模具制造技术11-13
• 1.4 弹塑性有限元方法的发展概况13-14
• 1.5 研究内容14-15
• 第2章 圆柱管屈曲力学理论15-21
• 2.1 塑性力学中的流动理论和形变理论15-17
• 2.1.1 流动理论15-16
• 2.1.2 形变理论16-17
• 2.2 基本方程17-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第3章 喇叭口成形模具设计与仿真分析21-45
• 3.1 数据传递21-23
• 3.1.1 概述：21
• 3.1.2 操作步骤21
• 3.1.3 回弹分析21-22
• 3.1.4 standard至explicit的缩径仿真22
• 3.1.5 数据传递注意事项22-23
• 3.1.6 其他限制23
• 3.2 模具设计过程23-31
• 3.2.1 概述23-25
• 3.2.2 凹模内表面设计及验证25-26
• 3.2.3 模具改进26-30
• 3.2.4 成形结果30-31
• 3.3 喇叭口成形31-44
• 3.3.1 概述31
• 3.3.2 成形原理31-34
• 3.3.3 选择合适的进给量34-40
• 3.3.4 回弹及夹紧区直径的变化40-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 管件成形工艺改进45-57
• 4.1 钢管成形工艺改进分析45-47
• 4.2 一次缩径成形精度分析47-50
• 4.3 来料钢管直径尺寸对喇叭口精度的影响50-56
• 4.3.1 钢管成形工艺改进方法50-51
• 4.3.2 改变1号钢管的来料尺寸51-52
• 4.3.3 改变2号钢管的来料尺寸52-54
• 4.3.4 改变3号来料钢管的尺寸54-55
• 4.3.5 改变4号来料钢管的尺寸55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 管件成形工艺改进可行性分析57-68
• 5.1 一次缩径成形可行性分析57-63
• 5.1.1 Φ17mm钢管来料尺寸检验58-59
• 5.1.2 Φ17.3mm钢管来料尺寸检验59-60
• 5.1.3 Φ28.6mm钢管来料尺寸检验60-61
• 5.1.4 Φ32.2mm钢管来料尺寸检验61-63
• 5.2 管件回弹分析63-66
• 5.2.1 Φ16.5mm来料钢管回弹结果63-64
• 5.2.2 Φ17.1mm来料钢管回弹结果64
• 5.2.3 Φ28.3mm来料钢管回弹结果64-65
• 5.2.4 Φ32mm来料钢管回弹结果65-66
• 5.3 产品试制结果66-67
• 5.4 本章小结67-68
• 结论68-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间主要成果73-74
• 致谢74

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