【摘要】：身管線膛精鍛工藝是一種先進(jìn)的身管線膛制造工藝。在實(shí)際生產(chǎn)中,身管徑向鍛造存在鍛不到陽線、膛線鍛不透和膛線過鍛三種缺陷,因此建立身管材料的成形極限是身管精密鍛造的關(guān)鍵工藝技術(shù)。本文以5.8mm 口徑純線膛身管精鍛工藝為研究對象,以得到身管線膛精密鍛造成形極限為目的,開展了如下研究:應(yīng)用有限元軟件ABAQUS,分別建立身管徑向鍛造一次鍛打成形的二維平面應(yīng)力模型和三維有限元模型,對膛線成形過程中內(nèi)膛與芯棒的接觸狀態(tài)、接觸法向力、內(nèi)膛主應(yīng)力與主應(yīng)變的變化規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)分析。分析得出:從塑性應(yīng)變角度可以用一次鍛打成形模型代替多次鍛打成形模型;三維模型計(jì)算結(jié)果較二維模型更符合實(shí)際;陽線上陽線中點(diǎn)最先產(chǎn)生接觸法向力;完全成形后,內(nèi)膛第二塑性主應(yīng)變沿芯棒表面周向,陽線和陰線的第二塑性主應(yīng)變小于零,型腔壁的第二塑性主應(yīng)變大于零。身管徑向鍛造的缺陷有鍛不到陽線、膛線鍛不透和膛線過鍛。本文從試驗(yàn)和理論兩方面研究了陽線鍛不到缺陷、膛線鍛不透缺陷和膛線過鍛缺陷的特點(diǎn)和表現(xiàn)形式,建立了身管內(nèi)膛鍛不到陽線、膛線鍛不透和膛線過鍛的缺陷判斷準(zhǔn)則。以陽線中點(diǎn)的接觸法向力大于零作為鍛到陽線準(zhǔn)則及其閾值;以陽線上距陽線邊某處第二塑性主應(yīng)變小于零作為膛線鍛透準(zhǔn)則及其閾值。以Atsuo Watanabe提出的斷裂準(zhǔn)則作為膛線過鍛的判斷準(zhǔn)則,并對某身管材料進(jìn)行了常規(guī)力學(xué)性能試驗(yàn),結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)?zāi)M獲得了該材料的膛線過鍛準(zhǔn)則閾值。根據(jù)身管徑向鍛造二維平面應(yīng)力模型和三維有限元模型,結(jié)合三個(gè)缺陷判斷準(zhǔn)則,以毛坯徑比和外圓半徑減小量、毛坯徑比和鍛造比來表征不同尺寸毛坯鍛造時(shí)的成形極限,建立毛坯徑比在3到6范圍時(shí)的身管內(nèi)膛成形極限圖,并用試驗(yàn)驗(yàn)證了該成形極限圖的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG316
【圖文】：

目前國內(nèi)使用的徑向鍛造機(jī)是由奧地利ＧＦＭ公司制造的ＳＫＫ－１０型徑向鍛造機(jī)，逡逑該鍛造機(jī)具有精密度高、效率高等特點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。身管精鍛逡逑成形原理如圖１．２所示。該精鍛機(jī)有４個(gè)錘頭，鍛造時(shí)，內(nèi)膛通過錘頭、芯棒和工件的逡逑相互運(yùn)動(dòng)進(jìn)行連續(xù)局部加載而成形。四個(gè)錘頭同時(shí)以固定頻率在徑向來回高速運(yùn)動(dòng)擊打逡逑工件，工件由反向支撐器和驅(qū)動(dòng)卡頭夾持，在夾頭的帶動(dòng)下以一定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊作軸逡逑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，完成整個(gè)身管的鍛造過程［１７］。為防止塑性變形引起工件升溫，在身管鍛造逡逑過程中邊鍛打邊冷卻，實(shí)現(xiàn)真正的精密冷鍛成形。圖１．３所示為相鄰兩次鍛打過程中錘逡逑頭和工件之間相對位置和變形，徑向鍛打的變形可以分為三部分：下沉段、鍛造段和整逡逑形段。在下沉段，毛坯的壁厚不發(fā)生變化，但截面積發(fā)生了變化；在鍛造段，不僅截面逡逑積發(fā)生了變化，壁厚也發(fā)生了變化，膛線的成形主要發(fā)生在鍛造段；在整形段，不發(fā)生逡逑２逡?

碩士學(xué)位論文邐身管線膛精鍛成形極限研究逡逑進(jìn)一步的變形，主要是鞏固和強(qiáng)化鍛造段產(chǎn)生的變形。在鍛造段變形過程中，不僅外徑逡逑逐漸減小，而且產(chǎn)生金屬流動(dòng)和型腔充填。在身管徑向鍛打成型過程中，每個(gè)截面的成逡逑形都是經(jīng)過多次鍛打，變形逐漸累積成形的，所以身管內(nèi)膛徑向鍛造是一種通過連續(xù)局逡逑部加載的精密冷塑性成形工藝。逡逑

＾＾丨錘頭運(yùn)動(dòng)邐毛坯邐四錘頭分布示意圖逡逑圖１．２身管徑向精鍛示意圖逡逑ｒ—ｔ邐ｎ逡逑Ｉ逡逑邐下沉段Ｉ逡逑鍛造段邋整形段逡逑：邐￣邋—邋二個(gè)逡逑圖１．３身管內(nèi)膛精密徑向鍛造變形示意圖逡逑（虛線表示下次鍛打時(shí)錘頭和工件之間相對位置）逡逑１．３徑向鍛造工藝試驗(yàn)和理論研宄現(xiàn)狀逡逑１．３．１國外徑向鍛造工藝研究現(xiàn)狀逡逑１９７４年，美國ＴＲＷ公司為巖島兵工丨（ＲｏｃｋｌｓｌａｎｄＡｒｓｅｎａｌ）進(jìn)行了邋Ｃｒ－Ｍｏ－Ｖ材料、逡逑７．６２ｍｍ邋口徑身管徑向鍛造成形過程中工藝參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)，該試驗(yàn)主要是針對純線膛鍛逡逑打進(jìn)行，得出鍛造比控制在１５％？２５％之間，試驗(yàn)也觀察到如果鍛造比太低，則陽線出逡逑現(xiàn)充不滿，如果鍛造比太大，則會產(chǎn)生陽線擦傷或局部剪應(yīng)變過大產(chǎn)生小裂紋〃８］；隨后逡逑在１９７５年，ＴＲＷ公司又為巖島兵工廠進(jìn)行了基于新材料的身管徑向鍛造成形工藝試驗(yàn)，逡逑此次試驗(yàn)既有純線膛鍛造也有線彈膛同鍛，得到了較好的身管徑向鍛造成形工藝［１９］。在逡逑開展試驗(yàn)研究的同時(shí)，關(guān)于身管徑向鍛造工藝分析與優(yōu)化的理論研宄也在進(jìn)行。１９７４逡逑３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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6 何湘s

本文編號：2770517