本文關(guān)鍵詞：TU2薄壁銅管旋鍛工藝分析及設備開發(fā)

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【摘要】：熱管作為一種高效的相變傳熱元件,廣泛應用于各個領域。銅管縮口是制造熱管的重要工藝,縮口質(zhì)量直接影響后續(xù)加工工藝,進而影響熱管的傳熱性能。本文以TU2薄壁銅管為研究對象,通過理論分析、數(shù)值仿真和實驗測試的方法,研究薄壁銅管旋鍛縮口的成形過程及工藝參數(shù)對縮口質(zhì)量的影響規(guī)律。文章介紹了熱管的制作過程和縮口要求,分析了幾種常用的縮口工藝及其特點,選擇無芯旋鍛方法作為薄壁銅管的縮口工藝;闡述了旋鍛縮口的工作原理;得出了主軸轉(zhuǎn)速n、滾柱半徑r、錘頭圓弧半徑Rh、環(huán)套內(nèi)徑R與鍛打頻率??、鍛打行程δ的關(guān)系式;分析了鍛打時薄壁銅管的受力情況和金屬流動情況,并對鍛模形狀進行了優(yōu)化。采用MSC.Marc軟件建立薄壁銅管旋鍛縮口的有限元模型,模擬縮口成形過程,采用單因素法分別分析不同工藝參數(shù)下薄壁銅管的應力應變分布情況。應用觸摸屏、PLC等技術(shù),設計了伺服型自動縮口機,對該設備的關(guān)鍵部件進行選型和校核,設計了主電路、控制電路和氣動回路,編寫了觸摸屏界面和PLC控制程序,并完成設備的組裝和調(diào)試。在研制好的縮管設備上,采用單因素試驗分別分析不同工藝參數(shù),包括工進速度、鍛模角度、縮口系數(shù)、鍛模數(shù)量、錘頭圓弧半徑和鍛模邊形狀進行鍛打時,薄壁銅管的縮口質(zhì)量。結(jié)果表明:其他因素不變的情況下,增大工進速度,銅管的伸長率降低;增大鍛模角度,銅管的生產(chǎn)效率和伸長率降低;減小縮口系數(shù),銅管的生產(chǎn)效率降低,伸長率增大;對比圓弧半徑為R27和R21的錘頭,采用R27錘頭鍛打時,銅管的生產(chǎn)效率和伸長率更低;對比三瓣鍛模和四瓣鍛模,采用三瓣鍛模鍛打時,銅管的生產(chǎn)效率和伸長率更低;過渡邊鍛模的縮口質(zhì)量優(yōu)于銳邊鍛模。采用金相分析及顯微硬度測試技術(shù)研究了旋鍛縮口處銅管的晶粒變化情況及硬度變化情況,并分析了工進速度、縮口系數(shù)與縮口精度之間的關(guān)系。本文研究為選擇合理的工藝參數(shù),提高生產(chǎn)效率提供了有效的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：薄壁銅管 旋鍛 有限元 單因素試驗 自動縮口機 熱管
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG319;TK172.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 引言11
• 1.2 熱管的工作原理及制作流程簡介11-12
• 1.2.1 熱管的工作原理11-12
• 1.2.2 熱管制作流程簡介12
• 1.3 管材縮口成形方式及研究現(xiàn)狀12-18
• 1.3.1 管材縮口成形方式12-14
• 1.3.2 縮口成形的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.4 論文的研究目標和內(nèi)容18-19
• 1.4.1 選題來源18
• 1.4.2 研究目的18
• 1.4.3 研究內(nèi)容18-19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第二章 熱管制作工藝及薄壁銅管旋鍛縮口工藝分析20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 熱管的制作工藝20-22
• 2.3 旋鍛縮口的工作原理及理論分析22-30
• 2.3.1 旋鍛縮口的工作原理及旋鍛機構(gòu)22-24
• 2.3.2 薄壁銅管縮口理論分析24-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 薄壁銅管縮口工藝的有限元模擬31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 薄壁銅管旋鍛縮口模型建立31-36
• 3.2.1MSC.Marc有限元軟件介紹31
• 3.2.2 旋鍛縮口模型的建立31-36
• 3.3 薄壁銅管旋鍛縮口的有限元模擬分析36-44
• 3.3.1 旋鍛縮口的變形過程37-38
• 3.3.2 管件剖面的應力應變分布38-39
• 3.3.3 工藝參數(shù)對縮口質(zhì)量的影響39-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 自動化旋鍛縮口設備的開發(fā)45-76
• 4.1 引言45
• 4.2 設備的整體方案設計45-46
• 4.3 旋鍛機構(gòu)46-51
• 4.3.1 傳動機構(gòu)的設計47-49
• 4.3.2 主軸的設計49-51
• 4.4 送料機構(gòu)的設計51-54
• 4.4.1 集料機構(gòu)51-52
• 4.4.2 抖料機構(gòu)52-53
• 4.4.3 出料機構(gòu)53-54
• 4.5 進給機構(gòu)設計54-61
• 4.5.1 滾珠絲杠的選型55-59
• 4.5.2 控制電機的選型59-61
• 4.6 控制系統(tǒng)設計61-74
• 4.6.1 控制系統(tǒng)的總體方案設計61-63
• 4.6.2 主要控制元件及型號選擇63
• 4.6.3 主電路設計63-64
• 4.6.4 控制電路的端口連接64-67
• 4.6.5 氣動回路設計67-68
• 4.6.6 人機界面設計68-69
• 4.6.7 PLC控制程序編寫69-74
• 4.7 設備的安裝及調(diào)試74-75
• 4.8 本章小結(jié)75-76
• 第五章 薄壁銅管旋鍛縮口工藝的實驗分析76-98
• 5.1 引言76
• 5.2 實驗內(nèi)容規(guī)劃76-78
• 5.2.1 實驗材料的準備76
• 5.2.2 薄壁銅管縮口質(zhì)量評定76-77
• 5.2.3 試驗工藝參數(shù)77-78
• 5.3 實驗流程78
• 5.4 工藝參數(shù)對縮口質(zhì)量的影響78-91
• 5.4.1 工進速度的影響78-80
• 5.4.2 鍛模角度的影響80-82
• 5.4.3 縮口系數(shù)的影響82-85
• 5.4.4 鍛模數(shù)量的影響85-87
• 5.4.5 錘頭圓弧半徑的影響87-89
• 5.4.6 鍛模邊的影響89-91
• 5.5 金相組織及分析91-92
• 5.6 加工硬化情況92-93
• 5.7 工藝參數(shù)對縮口精度的影響93-94
• 5.8 二次縮口鍛模的壽命優(yōu)化94-97
• 5.9 本章小結(jié)97-98
• 結(jié)論98-100
• 參考文獻100-105
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果105-107
• 致謝107-108
• 附件108

【參考文獻】

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本文編號：706701