錐管徑向鍛造工藝及數(shù)值模擬研究.pdf

1、徑向鍛造技術在長軸類零件以及具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的管類零件加工中應用廣泛，是一種無屑且精密的金屬成形工藝。該工藝可以顯著提高材料的塑形，增強零件力學性能，同時具有加工精度高、鍛造效率高、材料利用率高、成形質(zhì)量好等優(yōu)點。
　　本文以快速導線連接器的重要零件錐形管為研究對象，進行錐管徑向鍛造工藝與數(shù)值模擬研究。錐管兩端都為錐形，且內(nèi)部裝配有零件，對內(nèi)表面質(zhì)量要求比較高，成形過程中無法加入芯棒，只能通過調(diào)整工藝參數(shù)，通過外表面變形控制內(nèi)表面質(zhì)量

2、。錐管內(nèi)表面質(zhì)量的好壞，可以通過錐管厚度變化來衡量，錐管厚度變化越均勻，錐管內(nèi)表面錐度越好，與內(nèi)部零件的配合越緊密。針對錐管的成形工藝，本文主要的研究工作包括以下幾個方面:基于ABAQUS有限元軟件建立了錐管徑向鍛造二維軸對稱模型、三維有限元模型，并對工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，將實驗結(jié)果與模擬結(jié)果進行了對比，討論了多錘頭對徑向鍛造鍛件質(zhì)量的影響，對錐管類零件徑向鍛造數(shù)值模擬進行了分析研究。
　　首先，通過工藝分析，確定了錐管徑向鍛造成形

3、工藝方案。基于ABAQUS有限元軟件建立錐管二維軸對稱模型，對軸向送進量、摩擦因數(shù)利用單因素變量法分析其對錐管徑向鍛造鍛件壁厚變化的影響。將三維有限元模型中卡爪帶動坯料轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為公轉(zhuǎn)部件帶動錘頭繞局部坐標軸轉(zhuǎn)過一個相等的相對角度，改進的模型在保證計算精確度的前提下可以設置更大的質(zhì)量縮放系數(shù)，大大提高了計算效率。將實驗結(jié)果與模擬結(jié)果進行了對比，驗證了三維有限元模型的正確性。
　　其次，利用正交試驗，研究軸向送進量、旋轉(zhuǎn)角度、摩擦因數(shù)

4、對錐管壁厚變化的影響，并以錐管壁厚最大值到未成形端曲線殘差平方和的平均值的最小值為優(yōu)化目標，獲得了一組最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。另外，分析了錐管直壁段長度對錐管厚度變化的影響，并做實驗驗證了模擬結(jié)果。
　　然后，在相同工藝參數(shù)條件下，對比二、三、四錘頭對錐管壁厚變化的影響，分析錐管徑向鍛造過程中應變、最大徑向鍛打力等信息。
　　最后，基于上述有限元數(shù)值模擬結(jié)果與實驗驗證，研究了無法加入芯棒的錐管類零件的徑向鍛造過程。借助正交試驗，