新型液压柔性拔制的有限元模拟及实验研究.pdf

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1、·26·重型机械2Ol5N0．5新型液压柔性拔制的有限元模拟及实验研究张志武，双远华，张志娜，贾其苏(太原科技大学重型机械教育部研究工程中心，山西太原030024)摘要：液压柔性冷拔工艺是一种新型的钢管冷加工工艺，旨在提高管材尺寸精度和表面粗糙度。本文在柔性拔制原理的基础上，提出新的模具方法，并针对qb30管材拔制模具进行设计。运用Deform-3D有限元软件模拟了不同油压下新型冷拔模具空拔成形过程。得到拔制过程中各量场分布，研究了拔制力的变化规律，分析了不同油压对拔制力的影响。使用新型模具在不同油压下进行拔制实验，测得拔制力变化曲线，表面粗糙度变化情况。关键词：液压柔性冷拔；

2、新型冷拔模具；有限元模拟；拔制实验中图分类号：TG356．5文献标识码：A文章编号：1001—196X(2015)05—0026—05NewtypeofhydraulicflexibledrawingoffiniteelementsimulationandexperimentalresearchZHANGZhi-WU，SHUANGYuan-hua，ZHANGZhi—na，JIAQi—SU(HeavyMachineryEngineeringResearchCenteroftheMinistryofEducation，TaiyuanUniversityofScienceandTec

3、hnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Hydraulicflexiblecolddrawingprocessisanewkindofsteeltubecoldworkingprocess，itaimedatimprovingthedimensionalaccuracyandsurfaceroughnessofpipe．Inthispaper，basedontheprincipleofflex—ibledrawing，newmouldmethodisputforward，and30tubedrawingdiedesign．UsingDeform

4、一3Dfiniteel—ementsoftware，asimulationanalysisofthenewdieempty—drawingprocessunderdifferentoilpressureisputforward．Getthedrawingprocessistheamountofeachdistributionstudieddrawingforcevariation，andanaly—zestheimpactofoilondifferentdrawingforce．Usingthenewmoulddrawingexperimentsunderdiferentoil

5、pressure，measuredCHIVESofdrawingforce，surfaceroughhesschanges．Keywords：hydraulicflexibledrawing；newcolddrawingdie；FEMsimulation；drawingexperiment件。但是需要依靠珩磨和抛光等加工工艺实现其0前言最终精度，生产效率较低，生产成本较高j。拉拔设备主要应用于管材、棒材、线材和型因此，如果能够优化高精度冷拔管的生产工艺，材的生产加工中。管材拔制是对热轧、焊接和挤提高冷拔管材成型精度，无需后续的机械加工，压成型后的管材进行的冷深加工，是生产高精将

6、会很大程度提高生产效率与经济效益J。度、高强度、高质量钢管的重要方法⋯。当前高精度管材广泛地应用到各个领域。譬如，生产l柔性冷拔成形原理及新型模具煤机缸筒、单体液压支架、汽车用管等精密零部1，艾计收稿日期：2015—05—15；修订日期：2015—06—21液压柔性拔制工艺采用流体静力润滑原理、基金项目：太原科技大学研究生科技创新项目(20134006)液压成形原理和拔制原理综合分析管材在新的拔作者简介：张志武(1988一)，男，硕士研究生，主要研究方向：先进的轧制理论及工艺，E—mail：zhiwuysu@163．COB制工艺下的变形情况。选用特性优良的液压油作2015NO．

7、5重型机械·27·为管材和模具之间的受力介质。拔制过程中，液夹具拉拔下沿y轴正向运动，拔制速度设定压系统将高压油注入到管坯和模具之间，产生了为100mm／s。这样模拟管坯的受力情况与实高压油腔。模具和管材之间的润滑状态由流体强际生产相一致¨。迫润滑状态转变为高压流体润滑状态，管材的外新型模型设计为组合模具。实体模具是将这表面形成一层高压油膜，模具和管件不发生之间五块模具用压力机镶进T10钢的外套中。模拟时接触，有利于拔制过程中的润滑。管材在高压油不考虑模具之间的相互作用，为了简化实体模作用下