步进式薄壁圆管成形工艺及模具的研究与开发

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1、华中科技大学硕士学位论文步进式薄壁圆管成形工艺及模具的研究与开发姓名：刘玉堂申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：李志刚;王耕耘20050506华中科技大学硕士学位论文摘要焊管的应用遍及油井油气输送建筑结构汽车机械运输生活日用品及电厂锅炉冷凝器热交换器过热器等几乎所有管材应用领域随着这些工业的发展对焊管的需求量也迅速增长促使焊管生产有了很大的发展目前金属带材成形圆管的主要方法有冲压成形法(Press)和辊式成形法(Roll)冲压成形法适合生产多品种少批量的短圆管辊式成形法适合生产大批量的长圆管随着对产品功能和多样化的需

2、求越来越高对辊式成形法所规定的制造规格以外的长圆管的需求越来越大步进式薄壁圆管成形法就是基于这样的背景而产生的一种新的成形方法主要以多品种少批量的长圆管为主要生产对象薄壁圆管成形的关键是抑制成形过程中长度方向产生的翘曲和边缘部分产生的皱纹作者分析了翘曲和起皱产生的原因提出了当成形域中的板料中心线长和边缘线长相等且长度变化最小时能抑制圆管的翘曲和起皱的假设根据这一假设对现有的中心弯曲法边缘弯曲法圆周弯曲法和综合弯曲法进行了分析和总结选出适合步进式圆管成形法的成形方式边缘弯曲法对边缘弯曲法进行了深入的研究构造了成形分析模型给出了影

3、响圆管成形的两条关键曲线中心线和切点连线的经验公式对该公式进行系统地分析得出函数中参数的取值范围从几何上构造了圆管中心线和边缘线的轨迹方程根据最小值原理在Excel中建立图表绘制边缘延伸率曲线图利用Excel进行迭带求解确立了两条关键曲线的参数mn和K的最优值根据理论分析的结果利用UG进行了模具设计本模具集成形部分剪切部分和矫正部分为一体使得本模具功能更完整结构更紧凑占地面积更小降低了生产费用通过分析试模中产生的问题提出相应的解决方法完善了模具设计最终生产出满足设计要求的圆管实践证明作者所做的假设和工艺分析是合理的所设计的模具

4、满足多品种小批量长圆管的生产要求关键词焊管边缘弯曲法步进弯曲成形翘曲起皱I华中科技大学硕士学位论文AbstractTheweldedtubeiswildlyappliedinmanyfields,suchasoilmillgastransportationarchitectureautomobiletransportation,etc..Withthedevelopmentoftheseindustries,thedemandforweldedtubeisgrowingrapidly,whichimpeltheevolutio

5、nofweldedtubeproductionenormously.Atpresent,PressMethodandRollMethodarethetwomainmethodstoformtheweldedtube.ThePressMethodissuitabletoproducethediversiformproductsinsmall-scaleproduction.Contrasttotheformer,Rollmethodfitsforthemassproductionoflongtubesbetter.Withthe

6、demandsforfunctionsanddiversitiesgettinghigherandhigher,productsbeyondthespecificationofRollmethodaredemandedmoreandmore.Inordertomeetthesedemands,ProgressiveEdgeBendingMethodforweldedtubewasdeveloped,whichfitstoproducethediversiformlongcirculartubesinasmall-scalepr

7、oduction.HowtominimizethelongitudinalwarpageandedgewavesisthekeystepofProgressiveEdgeBendingMethod.Inthispaper,thereasonswhylongitudinalwarpageandedgewavesoccurwasanalyzedandthentheassumptionthatthesedefectscanbesuppressedwhenthelengthoftheedgeequalstothelengthofstr

8、ipcenterwasproposed.Dependingonthisassumption,fourkindsoftubeformingmethodswereanalyzedandtheedgebendingmethodwaschosen.Bythedeeperresearc