手工电钻钻体闭式模锻工艺的数值模拟

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1、山东大学硕士学位论文手工电钻钻体闭式模锻工艺的数值模拟摘要随着世界各国制造业竞争的加剧，节能、精密、高效成型技术已成为当今塑性加工领域重点研究和发展的方向之一．用精密加工工艺来代替传统加工成型工艺，可达到节省能源和原材料、提高生产效率和产品质量、降低生产成本的目的。手工电钻钻体是手工电钻一个非常重要的结构件．目前，其主要的加工方法为机加工，这种传统的加工方法有很多诸如材料利用率低、材料浪费、成本高的弊端，随着市场对手工电钻钻体性能和成本要求的不断提高，传统的加工方法难以满足当前生产企业的要求，亟需改善其加工方法。随着计算机软硬件技

2、术、有限元方法及计算机图形学等科学的迅猛发展，基于数值模拟的计算机辅助工程技术在金属塑性成型领域得到了广泛的应用，实现了金属成形过程的计算机仿真．本文是在利用该技术的基础上，进行三维造型以及有限元模拟的．首先，本文利用有限元数值模拟方法分析了手工电钻钻体的成形过程，建立三维有限元模型，设计三种成形工艺，通过初步的模拟对比，确定立式闭模锻的一次成形的可行性，并选择其作为研究对象。其次，根据模拟结果，讨论了模拟过程输入模拟参数对于模拟结果的影响，例如坯料网格划分数目、加载步长、摩擦系数、上模速度、模拟温度等基本参数，并确定它们各自合理

3、的取值，从而为数值模拟结果可信度提供了保障。同时获得了变形全过程的材料塑性变形行为，流动规律，材料内部应力、应变分布等。最后，针对锻件自身参数飞边厚度、飞边宽度、圆角半径和拔模斜度进行了讨论，通过分析各参数取值不同时的金属流动规律，等效应力、应变分布情况，以及行程——载荷曲线，确定了各自合理取值，并对于飞边厚度、宽度的尺寸设计进行了与理论公式的对比分析，验证了理论公式。优化了模具设计，提高了材料利用率。关键词：手工电钻，闭式锻造，有限元，数值模拟ABSTRACTTheNumericalSimulationofClosed-dieF

4、orgingProcessforaForgingUsedinManualElectricDrillsWiththecomped矗onofinternationalmanufacture，theformingteclmologyofeconomizingenergy,accm'acyandhi曲efficiencybecomesoneofthecurrentresearchtrendsofmetalplasticformingfield．Theprecisionforgingproc七ureplacestheWaditionalma

5、nufacturingpl_0Ice8s，whichcall黝nomizconcrgyandmaterial,onhancethee伍cieucy,improvethequalityofproductsandreducethecost．Thehardwarei8averyimportantpartofmanualelectricdrill,whichplayaarolea8connectingtheaigumeandthemainbodyofthemanualelectricdrill．Atpresent,thetradition

6、almanufacturingtechniqueofthispartastheturningmethod,hasmanydisadvantages，such船inefficientl粥ofmaterial，hi曲productioncost,bedusingperformance．Withtheimprovementofmarketrequirementsforhighquarryandlowcost，theWaditionalmanufacturingtechniquewillnotmeetthedemandsofcompani

7、es．Themachiningtechnologyofthishardwaroshouldbereformed．Withthefastdevelopmentofcomputerhardandsoftwares,finiteelementmethed(FEM)andcomputergraphics，thecomputeraidedengineeringtechnologybasedonnumericalsimulationisusedwidelyinmetalplasticformingfield．Thesimulationofme

8、talformingprocessescanberealizedOnthecomputer．Andthispaperisbasedonthesetechnologies,withwhichallthe3Dmodelsandnumericalsimu