基于ABAQUS的絲杠冷打成形過(guò)程分析.pdf

1、高速冷打成形技術(shù)是利用金屬塑性成形的特點(diǎn),采用高速運(yùn)動(dòng)的工具對(duì)工件毛坯進(jìn)行沖壓和打擊來(lái)強(qiáng)迫金屬流動(dòng),從而形成零件廓形的一種近凈成形加工方法。絲杠冷打是在工具和絲杠高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)中,以高速斷續(xù)的方式擊打絲杠軸坯,使絲桿軸坯局部塑性變形形成絲杠螺紋的一種無(wú)屑塑性成形技術(shù)。本文研究絲杠冷打成形過(guò)程的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和金屬變形規(guī)律,從而形成一種無(wú)切屑、高效率、高質(zhì)量的綠色制造技術(shù)。論文分析了基于往復(fù)沖擊和高速旋轉(zhuǎn)兩種絲杠冷打成形的方法和原理,建立了絲杠冷

2、打運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及幾何模型,分析了絲杠冷打的原理及運(yùn)動(dòng)關(guān)系,針對(duì)不同形式的成形過(guò)程和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),建立了工具與工件之間的傳動(dòng)關(guān)系式,以此為基礎(chǔ),分析了工具工作部分的結(jié)構(gòu)形式,給出了工具輪廓的數(shù)學(xué)表達(dá)式。建立絲杠冷打運(yùn)動(dòng)的三維實(shí)體模型,采用ABAQUS有限元分析軟件,對(duì)成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,獲得了絲杠成形過(guò)程不同時(shí)刻的應(yīng)力、應(yīng)變分布,研究了應(yīng)力、應(yīng)變隨時(shí)間的變化過(guò)程、變化規(guī)律以及摩擦對(duì)絲杠冷打成形的影響。仿真分析了絲杠冷打過(guò)程的金屬流動(dòng)狀態(tài),得到

3、了絲杠不同成形的點(diǎn)的金屬流向和變形特點(diǎn)以及應(yīng)變大小。以應(yīng)力波理論為基礎(chǔ),建立了絲杠冷打過(guò)程的應(yīng)力波模型,獲得了應(yīng)力波的波速,為揭示冷打成形的機(jī)理提供了一種新的思路?；谀B(tài)分析方法,建立了絲杠模態(tài)分析的有限元模型,仿真研究了絲杠的振動(dòng)特性,獲得了絲杠前十階模態(tài)的頻率和振型,這對(duì)冷打成形設(shè)備設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)選擇、避免成形過(guò)程振動(dòng)有很好的參考意義。設(shè)計(jì)完成了兩種絲杠冷打成形實(shí)驗(yàn)裝置,以銅和鋁為工件材料進(jìn)行了絲杠滾打試驗(yàn),對(duì)成形試件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)形