發(fā)布時間：2017-09-23 23:30

  本文關(guān)鍵詞：某鋁合金高筋件成形工藝研究

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【摘要】：本文所研究的鋁合金高筋盤類零件是某水下航行產(chǎn)品上的重要零件，該零件為高筋盤類零件、尺寸精度要求較高，室溫下耐腐蝕性能要求較高。針對零件特殊的服役及工作環(huán)境，以及結(jié)合對零件輕量化的要求，本文使用5A06鋁合金作為原材料。 對于此類零件，由于存在高筋在塑性變形過程中難以成形，目前國內(nèi)通常采用對毛坯直接進行機械加工的方式來得到直接產(chǎn)品。這種加工方法對材料和能源消耗都比較大、零件的生產(chǎn)成本高、設(shè)備及人工成本較高、加工時間一般較長，難以滿足產(chǎn)品在性能方面或其它某些方面的要求。因而，本文對該鋁合金零件采用塑性變形的方法進行加工成形。另外，針對零件上存在窄筋的結(jié)構(gòu)特點，在塑性成形前對坯料進行預(yù)成形制坯。預(yù)成形后，坯料組織在塑性變形過程中，進行了充分的細化，配合適當?shù)臒崽幚砉に嚕�，保證了終成形時工件各個位置的組織均勻性，以及整體性能達到工藝的要求。 首先對零件結(jié)構(gòu)進行分析，構(gòu)建模型，對材料及成形方法進行工藝分析，并初步確定優(yōu)化的加工路線。使用三維有限元數(shù)值模擬軟件DEFORM對影響鋁合金塑性成形過程的關(guān)鍵影響因素及工藝參數(shù)進行數(shù)值模擬。通過數(shù)值模擬，得到了模具結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵參數(shù)，優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)。改變關(guān)鍵參數(shù)，利用正交試驗方法確定模擬辦法，根據(jù)模擬所得結(jié)果中的等效應(yīng)力分布狀態(tài)、等效應(yīng)變狀態(tài)以及金屬流動場，對塑性變形過程中的坯料預(yù)熱溫度、凸模行進速度、部件間的摩擦系數(shù)進行優(yōu)化，確定了零件成形過程中的最優(yōu)化的理論工藝參數(shù)。在優(yōu)化的基礎(chǔ)上進一步分析了擠壓過程中的載荷-位移曲線、金屬流動規(guī)律和模具的磨損等情況。 根據(jù)模擬結(jié)果及分析，設(shè)計加工模具，進行鋁合金零件的成形實驗。試制出了符合尺寸要求的產(chǎn)品，通過的進一步的分析及檢驗，確定得性能及品質(zhì)優(yōu)良的構(gòu)件。通過對該鋁合金零件的加工工藝的研究，使用有限元數(shù)值模擬分析技術(shù)解決了，工程或生產(chǎn)實際問題，提高產(chǎn)品精度，降低了生產(chǎn)試制成本，也大大的解決了復(fù)雜零件成形問題，也能提高塑性成形工件的質(zhì)量，減少材料消耗，提高模具的使用壽命，提高產(chǎn)品以及企業(yè)的競爭能力。
【關(guān)鍵詞】：防銹鋁合金 高筋盤類 擠壓 數(shù)值模擬 工藝試驗
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展及研究概況11-12
• 1.3 預(yù)成形設(shè)計及優(yōu)化方法12-17
• 1.3.1 傳統(tǒng)方法12-13
• 1.3.2 有限元法13-14
• 1.3.3 混合/正反向模擬預(yù)成形14-15
• 1.3.4 基于類等勢場法的預(yù)成形設(shè)計15-16
• 1.3.5 靈敏度分析法16
• 1.3.6 響應(yīng)面優(yōu)化算法16-17
• 1.4 論文主要研究目的及內(nèi)容17-18
• 2 高筋類零件工藝設(shè)計要點18-39
• 2.1 引言18
• 2.2 高筋類零件加工方法的確定18-19
• 2.3 等溫擠壓19-23
• 2.3.1 等溫擠壓對成形過程的影響19-20
• 2.3.2 等溫擠壓優(yōu)缺點分析20-21
• 2.3.3 等溫擠壓工藝中應(yīng)當考慮的問題21-23
• 2.4 省力成形研究23-28
• 2.4.1 分流法23-24
• 2.4.2 基于分流原理的金屬流動規(guī)律分析24-25
• 2.4.3 分流腔的設(shè)置原則25
• 2.4.4 分流腔的結(jié)構(gòu)形式選擇及簡單計算25-27
• 2.4.5 其它省力成形方法27-28
• 2.5 高筋類零件筋部預(yù)成形設(shè)計28-37
• 2.5.1 塑性成形主要成形難點28-30
• 2.5.2 基于橫截面積原則的預(yù)成形設(shè)計30-35
• 2.5.3 變形過程模擬及結(jié)果分析35-37
• 2.6 小結(jié)37-39
• 3 基于數(shù)值模擬技術(shù)的成形分析39-50
• 3.1 有限元法基本理論概述39-40
• 3.1.1 有限元法39-40
• 3.1.2 體積成形有限元模擬概述40
• 3.2 工藝分析40-42
• 3.3 工藝方案的制訂42-44
• 3.3.1 工藝方案制定原則42-43
• 3.3.2 擬定工藝方案43
• 3.3.3 坯料尺寸的計算43-44
• 3.4 預(yù)成形擠壓過程中金屬流動模擬44-47
• 3.4.1 三維模型建立44
• 3.4.2 定義模型參數(shù)44-45
• 3.4.3 擠壓過程金屬變形過程分析45-47
• 3.5 終成形擠壓變形過程及分析47-48
• 3.6 工藝參數(shù)的選擇48-49
• 3.6.1 擠壓溫度的選擇48-49
• 3.6.2 擠壓速度的選擇49
• 3.7 小結(jié)49-50
• 4 擠壓模具設(shè)計及實驗驗證50-62
• 4.1 擠壓力的計算50-52
• 4.2 擠壓模具設(shè)計52-58
• 4.2.1 預(yù)成形模具結(jié)構(gòu)整體設(shè)計52-53
• 4.2.2 凸凹模設(shè)計53-56
• 4.2.3 分流塊設(shè)計56-58
• 4.3 卸料裝置設(shè)計58
• 4.4 潤滑的選擇58-59
• 4.5 實驗驗證59-60
• 4.5.1 試驗條年59
• 4.5.2 試驗過程及分析59-60
• 4.6 小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67-68
• 致謝68-69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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2 馬新武,趙新海,趙國群,王廣春;基于有限元靈敏度分析的預(yù)鍛模具形狀優(yōu)化設(shè)計[J];材料科學(xué)與工藝;1999年S1期

3 董海濤;張治民;宋志海;;數(shù)值模擬技術(shù)在鍛造成形中的應(yīng)用[J];大型鑄鍛件;2007年01期

4 趙國群,馬新武,王廣春,趙新海;鍛造過程最優(yōu)化預(yù)成形設(shè)計系統(tǒng)的開發(fā)研究[J];鍛壓機械;1999年04期

5 馬琳偉,孫樂民,張巧芳,張永振;數(shù)值模擬在鍛造成形中的應(yīng)用[J];鍛壓裝備與制造技術(shù);2003年06期

6 劉玉紅,李付國,吳詩`

本文編號：908094