双杯形件设计学士学位论文.doc

《双杯形件设计学士学位论文.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、南昌航空大学学士学位论文1引言1.1选题的依据及意义双杯形件是两端中空、中间存在连皮，形似两个杯子叠在一起的一类工件的通称。作为常用工具和连接件，在生产生活中有着重要的应用。因为有着较大高径比、较薄壁厚的特点，在生产中，通常采用挤压的方式成形。由于挤压工艺和工件本身的特点，决定了成形中金属流动复杂。成形后的外观和内部组织结构得不到很好的保证。模具的磨损也很严重。对成形过程采用DEFORM－3D软件模拟，可以减少试验经费，缩短试验时间，而且可以对整个成形过程的各个局部成形情况进行动态、数值的表现。另外对杯形件所做的实验分析，可以从中得到宝贵数据，指导实践生产工作。对双杯形件成形过程进行数值

2、模拟和实验分析可以为WDJ36壳体（单杯形件）的成形分析、模具设计及生产工艺提供经验参考，是解决类似问题一个典型应用。WDJ36壳体是一传感器零件，是单杯形件，原来采用机械车削工艺生产，材料利用率低，且零件的机械力学性能差。从现状考虑，为降低材料消耗，提高零件的机械性能，提高生产效率，寻求一种切实可行的新的加工工艺方法非常有必要。冷挤压是无切屑、少切屑零件加工工艺之一，已经成为近代金属塑性加工中的一种先进的加工方法。近年来，在机械制造工艺方面广泛采用冷挤压先进技术，取得了显著的成效。目前，随着计算机、快速造型及数字化等现代科学技术的发展及应用，使冷挤压工艺进一步得到开拓和采用。与机械车削

3、工艺相比，冷挤压工艺已经成为金属塑性成形中最先进的工艺之一，在技术和经济上它都有很多显著优点：a、显著降低原材料的消耗；b、提高劳动生产率；c、可成型复杂形状的零件；d、提高零件的力学性能；e、可获得较高尺寸精度及较小表面粗糙度值的零件；f、减少工序，缩短生产周期g、减少设备投资；h、降低零件的生产成本。由此看出，选择挤压工艺作为WDJ36壳体的加工工艺可以达到成形和改性目的，非常合适。36南昌航空大学学士学位论文然而，在挤压成形过程中金属流动情况复杂，成形时易产生充填不满、不对称等缺陷，给成形工艺的制定带来很大的困难。影响成形的主要因素有凹模圆角、摩擦因素、材料性能等，定量地分析这些因

4、素对变形过程的影响将对生产实践起到有效的指导。据调查近年来有限元分析方法已经发展成为对塑性成形过程进行数值模拟的最有效方法。它可以比较精确地求解变形体内部的各种场变量，如速度（位移）场、应变场、和应力场，从而为工艺分析提供科学依据。当给出一定的条件和判据后，则可进一步对成形过程进行优化和控制。因此，它在塑性成形中的应用日益广泛。DEFORM软件是一套基于工艺模拟系统的有限元系统（FEM），专用于分析各种金属成形过程中的三维流动，提供有价值的工艺分析数据及有关成形过程中的材料和温度流动。DEFORM－3D的典型应用包括锻造、挤压、镦头、轧制、自由锻、弯曲和其他成形加工。因此，利用DEFOR

5、M－3D软件对WDJ36壳体的成形过程进行模拟，分析不同挤压条件的变形过程，并在此基础上给出工艺参数的合理值，从而能为优化模具设计，合理制定工艺提供可靠的依据。1.2国内外研究概况及发展趋势国内外学者对铝合金杯形件挤压成形工艺及模具设计做了大量的工作。一些学者对冷挤压的基本原理、冷挤压件的原材料及毛坯准备、冷挤压力的计算、冷挤压零件的设计、冷挤压工艺分析及制定和冷挤压模具设计等都做了详细介绍[1]。另外，一些教材上还专门详细介绍了杯形件反挤压模具的种类、结构、模具各组成部分的设计内容以及工艺过程等[2]。在数值成型模拟方面，于斌、郝滨海、徐桂华等人利用DEFORM-3D有限元数值模拟软件

6、对套筒扳手系列零件的挤压变形过程进行了模拟。基于模拟的结果，对成形过程重要的工艺参数进行了分析比较，进一步提出套筒扳头成形工艺及模具设计的改进建议[3]。另外，他们还利用DEFORM-3D有限元数值模拟软件对双杯形件零件的挤压变形过程进行了模拟，对特定尺寸关系下的成型情况进行了比较，对双杯形件的成型工艺的改善提出了建议，取得了很好的效果[4]。曹龙斌、于玲则利用MSC/superform软件对杯形件温挤压成形进行了数值模拟，着重分析不同挤压温度、不同凹模圆角下的金属流变和应力应变分布，对模拟结果进行了对比分析，最终优化模具设计以及为实验研究和生产提供了科学的依据[5]。在挤压成形工艺和模

7、具设计方面，金仁钢、苏丽芳、金会栋等人在阶梯方铝罩的挤压成形工艺与模具设计方面做了研究，他们从冷挤压的工艺特点出发，对纯铝阶梯方铝罩的加工进行了工艺分析，计算出挤压力并选择了压力机，阐述了冷挤压模具结构及设计要点，取得了很好的效果[6]。黄树海、张宝红、张治民等人则对某厂大量生产的杯形件零件的成形难点进行了分析，并针对这些难点制定了相应的工艺方案和有效的解决措施，研制了相应的模具，对实验中出现的问题采取了可行的措施，解决了成形过程中