引信體是彈箭的關(guān)重件之一,是典型的變壁厚傘形零件。目前主要生產(chǎn)工藝仍然停留在依靠棒料或管料的切削加工來實(shí)現(xiàn)零件的壁厚變化,落后的生產(chǎn)工藝存在著材料利用率低、生產(chǎn)效率低、制件性能低,生產(chǎn)成本高的現(xiàn)實(shí)問題。為了解決此類零件生產(chǎn)工藝落后的問題,本文根據(jù)引信體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及材料特性,研發(fā)了變壁厚傘形件的溫?cái)D成形模具,通過優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù),降低了成形力,實(shí)現(xiàn)了引信體的一次擠壓成形,使材料利用率從17%提高至45%,生產(chǎn)效率提高了1倍以上,制件內(nèi)部組織均勻,性能得到提升。通過溫?cái)D成形方式制備變壁厚傘形件毛坯,不僅可以解決機(jī)械加工中“三低一高”的問題,而且可以實(shí)現(xiàn)清潔、文明、自動(dòng)化生產(chǎn),對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)意義重大。但凸模的使用壽命僅為2000—3000件,增加了模具成本,降低了生產(chǎn)效率,成為限制此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用推廣的主要障礙。本文結(jié)合試生產(chǎn)中凸模出現(xiàn)的過早失效問題,通過分析確定了凸模失效的主要形式包括:剪切斷裂和磨損失效。剪切斷裂發(fā)生于工作帶附近,主要由于成形過程中的應(yīng)力集中現(xiàn)象和毛坯壁厚差過大造成的彎矩引起。通過優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)降低應(yīng)力集中現(xiàn)象;結(jié)合模具材料高溫力學(xué)性能和模擬仿真技術(shù),提出了鍛件壁厚差的計(jì)算方法,確定了毛坯壁厚差安全范圍為±1mm。分析磨損失效的模具后發(fā)現(xiàn)了不同于傳統(tǒng)磨損機(jī)理的高溫磨粒磨損現(xiàn)象,根據(jù)磨損發(fā)生和發(fā)展機(jī)理,找到了主要影響因素是模具溫度升高和硬度下降,提出了緩解磨損的主要方法:降溫、潤滑和模具表面處理。應(yīng)用水基石墨潤滑劑的定量噴涂可以實(shí)現(xiàn)模具的降溫與潤滑,需要確定毛坯與模具間的熱量傳遞關(guān)系。建立了具有摩擦熱和塑性變形熱雙內(nèi)熱源的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱模型,可以準(zhǔn)確計(jì)算成形過程中的熱量傳遞。本文計(jì)算得出單次成形過程中模具吸收熱量為?Q?158787.85J,以此確定了合理的潤滑劑噴涂量實(shí)現(xiàn)模具的降溫與潤滑。提高模具表面硬度是減緩高溫磨粒磨損形成的重要手段。通過實(shí)驗(yàn)確定H13熱作模具鋼激光熔凝處理的最佳工藝,經(jīng)過激光熔凝處理的模具表面硬度提高5—7HRC,可以有效抵抗氧化皮劃傷,減緩高溫磨粒磨損的形成。結(jié)合上述主要研究成果進(jìn)行試生產(chǎn),模具壽命由3000件提升到10000件以上,達(dá)到了延長模具使用壽命的研究目標(biāo)。利用SEM和EDS觀察、分析試驗(yàn)用凸模表面,發(fā)現(xiàn)模具表面損傷情況明顯減輕,表明利用水基石墨潤滑劑定量噴涂技術(shù)和激光熔凝技術(shù)可以有效緩解高溫磨粒磨損引起的模具失效,模具的使用壽命提高3倍以上。通過以上研究解決了變壁厚傘形件溫?cái)D成形模具快速損傷失效的現(xiàn)實(shí)問題,在溫?cái)D成形技術(shù)的推廣中具有重要意義。
【學(xué)位單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TJ430.5
【部分圖文】：

中北大學(xué)博士學(xué)位論文1 緒 論箭彈等常規(guī)武器引爆裝置的重要構(gòu)件，是一種時(shí)也是軍工生產(chǎn)中最具批量的產(chǎn)品之一[1]。致使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高。目主要依靠棒料機(jī)械加工，但存在著材料利用要占用大量生產(chǎn)人員和設(shè)備，造成此類零件

中北大學(xué)博士學(xué)位論文求精確。（2）螺紋區(qū)域：引信體與彈體采用螺紋連接，便于安裝與拆卸，因此必需保證質(zhì)量。（3）內(nèi)部變形區(qū)：引信體內(nèi)部需要安裝無線電目標(biāo)檢測裝置、保險(xiǎn)裝置、電池爆裝置，其對(duì)彈體的引爆和安全有著重要作用，零件尺寸要求精確無誤，因此必需內(nèi)圓達(dá)到圖紙要求。

中北大學(xué)博士學(xué)位論文求精確。（2）螺紋區(qū)域：引信體與彈體采用螺紋連接，便于安裝與拆卸，因此必需保證質(zhì)量。（3）內(nèi)部變形區(qū)：引信體內(nèi)部需要安裝無線電目標(biāo)檢測裝置、保險(xiǎn)裝置、電池爆裝置，其對(duì)彈體的引爆和安全有著重要作用，零件尺寸要求精確無誤，因此必需內(nèi)圓達(dá)到圖紙要求。

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本文編號(hào)：2822452