基于楔横轧制坯技术的水泵钳精密成形工艺及模具设计

论文摘要

在五金工具中,钳类应用比较广泛,而水泵钳是五金工具钳类中的一种,为汽车、内燃机、农业机械及室内管道等安装、维修工作中常用的工具。但目前其成形工艺大多仍是采用传统的、落后的制坯技术（空气锤上制坯）进行生产,这种工艺存在着“四低”、“三高”等严重缺点。随着成形技术的发展,新型成形技术的运用和推广,我们提出采用楔横轧制坯与小飞边模锻相结合的水泵钳精密成形工艺来取代传统工艺。在得到精确坯料的前提下,我们就可以采用小飞边模锻,进一步减少材料损耗,实现经济高效的生产模式。本文以某型水泵钳为研究对象,对水泵钳新提出的精密塑性成形工艺进行分析和计算。论证了水泵钳基于楔横轧制坯的精密塑性成形工艺的可行性,得到了精密塑性成形各阶段的坯料形状与尺寸。基于应力本构方程,借助DEFORM-3D有限元软件,我们首先针对楔横轧成形规律进行了研究,包括:分析了起楔段、展宽段的应力应变分布情况;还分析了主要工艺参数对力能的影响;及近似推导出了轴向力与主要工艺参数之间的关系。利用这些总结的楔横轧规律,对楔横轧设计工作进行指导,分析得到了最优一个工艺参数组合。针对我们的对象产品,我们通过DEFORM-3D模拟了楔横轧制坯到模锻的加工过程。得到了非常好模拟结果,为我们模具的工艺参数设计的合理性提供了依据,给我们的模具设计提供了积极有效地指导。在完成对模具的设计（主要是楔横轧模具及小飞边模锻模具的设计）后,我们进行了工艺实验验证。验证结果表明:成形效果良好,达到了预期的设计目标,获得了合格的锻件产品。对生产具有一定的理论指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 楔横轧成形技术
• 1.1.1 楔横轧技术的发展应用概况
• 1.1.2 楔横轧技术的研究现状
• 1.1.3 楔横轧研究方法与手段
• 1.1.4 楔横轧模具设计与加工制造
• 1.2 楔横轧技术在五金工具行业里的应用
• 1.3 论文选题的意义
• 1.3.1 课题背景
• 1.3.2 课题的工程意义
• 1.4 本文主要研究的内容
• 2 工艺设计分析
• 2.1 锻件材料的特性
• 2.2 工艺方案分析
• 2.3 成形工艺计算
• 2.3.1 制定锻件图
• 2.3.2 制定锻件预制坯料
• 2.4 本章小结
• 3 数值模拟分析
• 3.1 有限元数值模拟技术
• 3.1.1 有限元数值模拟的原理
• 3.1.2 有限元数值模拟的关键技术
• 3.2 小飞边模锻的数值模拟
• 3.2.1 模型的建立和模拟条件的设置
• 3.2.2 数值模拟结果分析
• 3.3 楔横轧变形规律的数值模拟
• 3.4 楔横轧制坯的数值模拟
• 3.4.1 模型的建立和模拟条件的设置
• 3.4.2 数值模拟结果分析
• 3.5 本章小结
• 4 模具设计
• 4.1 楔横轧模具设计
• 4.1.1 坯料尺寸的确定
• 4.1.2 模具型腔设计
• 4.2 压弯模锻复合模具设计
• 4.2.1 飞边槽
• 4.2.2 定位装置
• 4.4 本章小结
• 5 工艺验证
• 5.1 试验设备及模具
• 5.2 实验结果分析
• 5.2.1 楔横轧制坯的验证结果分析
• 5.2.2 小飞边模锻的验证结果分析
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 附录
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果