弹簧数控卷绕成形与回弹数值分析

《弹簧数控卷绕成形与回弹数值分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、分类号UDC密级编号硕士学位论文弹簧数控卷绕成形及回弹数值分析NumericalanalysisofspringCNCcoilingformingandspringback学位申请人：王文骞指导教师：库祥臣副教授一级学科：机械工程二级学科：机械电子工程学位类别：工学硕士2015年05月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。

2、与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解河南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校拥有对所有学位论文的复制权、传播权、汇编权及其它使用权（特殊情况需要保密的论文应提前说明，但在解密后应遵守此规定）。需要保密的论文请填写：本学位论文在年月至年月期间需要保密，解密后适用本授权书。（需要保密的学位论文无须向图书馆提供论文的电子文档）研究生签名：导师签名：日期：万方数据摘要摘要由于数控卷簧机拥有更高的生产效率和自动化程度，且能方便地卷制出形

3、状复杂的异形弹簧，因此，在国内主要弹簧制造企业中已逐渐得到了广泛应用。但是由于弹簧数控卷绕过程中工艺参数、模具参数、材料特性等各种因素相互影响，弹簧实际加工时，针对不同型号规格的弹簧需要通过大量试验，不断试模修模才能确定加工工艺。大大增加了弹簧生产成本，降低了弹簧生产效率，而且最终的成形几何精度也无法保证。同时，由于滚轮压入量过大或过小，经常会造成钢丝压扁、伸出长度不足、成形速度波动过大等现象，严重影响了弹簧的生产效率和质量。因此，通过有限元软件采用数值分析的方法研究弹簧的弹塑性弯曲成形过程，分析工艺及模具参数对弹簧成形及回弹的影

4、响规律，是提高弹簧成形质量，实现弹簧数控卷绕成形技术进一步发展的关键。针对上述问题，本文根据弹簧数控卷绕成形的特点，通过对钢丝的变形过程进行运动和力学分析，建立了弹簧空间弯曲成形数学模型，基于此数学模型，推导了钢丝弯曲半径、送线速度、滚轮与顶簧杆的空间安装角度等参数的数学表达式，给出了弹簧成形过程中送线滚轮压入量和钢丝牵引力动态控制的理论模型，为提高弹簧成形质量提供了新的控制方法。然后基于弹塑性有限元显式动态和隐式静态分析方法，以有限元软件ANSYS/LS-DYNA为分析工具，建立了弹簧数控卷绕成形有限元分析模型，对弹簧数控卷绕成

5、形及回弹过程进行了数值模拟。基于有限元模拟结果，分析了不同工艺参数下弹簧成形过程中单元应力和卸载后单元节点回弹位移随时间变化规律，最后利用ActiveX自动化技术，通过LabVIEW软件和PMAC运动控制器，对数控卷簧机控制系统进行了改进，利用改进后的系统，进行了弹簧的加工试验，进一步研究了不同工艺参数对弹簧成形后轴向和径向的回弹规律，证明了有限元模拟方法的有效性。本文通过对钢丝变形过程进行运动和力学分析为进一步研究弹簧数控成形理论提供了重要借鉴，同时，通过有限元模拟及试验得到的不同工艺参数对弹簧成形及回弹的影响规律，对提高弹簧加

6、工精度和成形质量具有一定指导意义。关键词：数控卷簧机；弯曲成形；回弹；受力分析；有限元数值模拟论文类型：应用研究选题来源：其他I万方数据摘要II万方数据ABSTRACTABSTRACTDuetotheCNCspringcoilingmachinehashigherproductionefficiencyandthedegreeofautomation,moreover,itcanberolledoutthespecial-shapedspringseasily.therefore,ithasbeenappliedwidelyinm

7、ainspringmanufacturingenterprisesindomestic.Butbecausethevariousfactorssuchasmodelparameters,technologyparametersandmaterialpropertiesinfluenceeachotherintheprocessofCNCspringcoiling,italsoneedsalotofprevioustestworkfordifferentspringintheactualproductiontodeterminepr

8、ocessingtechnology.Itnotonlyprolongstheproductioncycleandincreasestheproductioncost,butalsoisdifficulttoguaranteetheformingq