黄金珠链球壳成形机理及珠链自动化成形设备的研究

论文摘要

由于黄金首饰行业的特殊性,长期以来黄金首饰都是手工作坊式加工,技术严重滞后。黄金珠链作为黄金首饰中最为畅销的首饰品种之一,由球壳和连接件串连而成,经模具加手工方式制作,制作过程用工量大且质量难以保证。本文以实现黄金珠链自动化生产为目标,首先实现黄金珠链球壳自动成形,对珠链球壳多次缩口成形难点进行研究,进一步对黄金珠链自动化成形设备进行研究。主要研究内容如下：1、以刚塑性有限元法的基本理论作为黄金珠链球壳冲压缩口成形数值模拟分析的理论基础,对珠链球壳成形过程建立有限元仿真模型；2、建立黄金管冲压成珠链球壳数学模型,用金属刚塑性变形理论中的轴对称薄壳等厚度变形理论对球壳多次冲压缩口的变形过程进行力学分析,得到球壳成形冲压力与黄金管的外径、厚度、缩口系数参数之间的关系；3、对珠链球壳在模具中缩口成形过程进行仿真,对结果进行分析,发现球壳不能正常成形而出现飞边,提出对模具与黄金管最先接触尖角处进行圆角调整,通过对模具调整后仿真结果的分析,得到模具与黄金管最先接触尖角处的最佳圆角与缩口后黄金管端口小径的关系；4、制定黄金珠链自动化成形工艺,通过对设备总功能的分解得到设备设计方案,对设备的传动系统进行运动学仿真；5、试制了黄金珠链自动化设备样机,以1#A铜代替黄金进行珠链球壳及珠链成形实验,实现了珠链自动化成形,珠链链接可靠,球壳外观质量均匀,没有飞边。验证了模具设计理论计算和数值模拟结果是可靠的,珠链自动化成形工艺及设备是可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源与研究意义
• 1.2 黄金珠链球壳成形研究现状
• 1.2.1 球壳冲压缩口成形研究现状
• 1.2.2 黄金珠链球壳自动化成形设备研究现状
• 1.3 黄金珠链成形待解决问题
• 1.4 本课题的主要研究内容及方法
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法
• 1.5 本章小结
• 第二章 黄金珠链球壳成形数值模拟理论和相关因素的确定
• 2.1 刚塑性有限元法
• 2.1.1 刚塑性材料基本假设
• 2.1.2 刚塑性有限元法的基本方程
• 2.1.3 边界条件
• 2.1.4 刚塑性有限元计算方法
• 2.2 珠链球壳成形模拟相关因素的确定
• 2.2.1 有限元软件介绍
• 2.2.2 自适应网格加密
• 2.2.3 刚塑性交界面的处理
• 2.2.4 接触类型的处理
• 2.2.5 摩擦条件的施加
• 2.2.6 求解器的选择
• 2.2.7 黄金珠链球壳成形模拟路线
• 2.2.8 珠链球壳成形分析几何模型的建立
• 2.3 本章小结
• 第三章 黄金珠链球壳缩口成形模具设计研究
• 3.1 冲压缩口成形工艺
• 3.2 轴对称等厚度薄壳理论
• 3.3 黄金珠链球壳冲压缩口成形的应力分析及冲压力的确定
• 3.3.1 黄金珠链球壳成形模型的建立
• 3.3.2 黄金珠链球壳冲压缩口应力分析
• 3.3.3 黄金珠链圆形球壳冲压应力的计算
• 3.3.4 黄金珠链椭圆形球壳冲压应力的计算
• 3.3.5 冲压力的确定
• 3.4 黄金珠链椭球面型球壳成形模具参数的确定
• 3.5 球壳多次缩口过程仿真
• 3.5.1 仿真模具参数
• 3.5.2 黄金球壳成形过程仿真
• 3.6 模具与黄金管最先接触尖角处最佳圆角的确定
• 3.7 本章小结
• 第四章 黄金珠链成形设备结构设计及运动学分析
• 4.1 黄金珠链自动化设备的功能和要求
• 4.2 黄金珠链自动化成形工艺的制定
• 4.3 黄金珠链自动化成形设备方案设计
• 4.3.1 形态分析法及功能元求解
• 4.3.2 方案的确定
• 4.4 传动系统的设计
• 4.5 整机三维建模
• 4.6 传动系统运动学仿真
• 4.6.1 软件的选择
• 4.6.2 传动系统运动学仿真
• 4.7 本章小结
• 第五章 实验研究
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验内容
• 5.3 实验材料及设备
• 5.4 实验方案
• 5.5 实验结果及分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间主要的研究成果