滑履冷挤压预应力组合凹模优化设计与研究

摘要

冷挤压工艺是一种精密、高效、优质、低耗的先进生产技术，它已成为中小型锻件精密化生产的重要手段。其模具的设计制造是冷挤压技术的关键，本文主要对航空液压泵用滑履件的冷挤压模具进行了力学分析研究和结构参数优化设计。课题研究的球面滑履成形件要实现精度在18μm的批量生产，属于高精密成形。本课题运用模拟技术、数值分析、计算机技术等，在实现模具高强度要求的条件下，保证成形件精度要求。将滑履件由过去的切削加工工艺改变成冷挤压成形工艺，实现少无废料加工，并改善了滑履成形件的质量，大大提高其生产效益。
　　本文的主要工作是：1、对滑履冷挤压工艺性进行分析，并作出坯料梦黄铜材料的应力曲线。据此计算出滑履件体积、变形程度、冷挤压力等各项工艺参数，并选定挤压设备，确定模具型腔尺寸。2、基于弹性厚壁圆筒理论，分别对滑履冷挤压整体式和组合式凹模进行了受力分析，导出凹模各层的应力计算公式，作出应力状态图。3、滑履冷挤压温度理论分析及Qform软件模拟分析。对组合凹模各层的温度应力进行了分析研究，作出组合凹模整体受力状态图。3、运用满应力准则法建立滑履组合凹模力学模型，分析边界条件，利用Matlab数值软件进行优化模型求解，根据模具承载状况下的危险带进行改进性设计，实现组合凹模优化设计。4、在315吨精密液压机上进行滑履批量加工的实验验证，因时间及实验条件所限，目前仅加工3000多件。实验结果表明模拟满足滑履冷挤压加工的大变形、高压、精密成形的要求。
　　通过对滑履件的冷挤压模具设计和力学分析研究，作者认为滑履件冷挤压加工对模具设计要求严格，特别是组合凹模各层套间角度的选择对模具强度和制件质量有很大影响。提出的凹模设计采用预应力压套的组合结构形式对模具可更换性带来了方便，提高了模具的性能。
　　本文以大量的插图和表格直观的表达了理论计算、结果、模拟分析结果及实验验证结果。研究所得到的滑履件冷挤压预应力组合凹模设计，对实际的冷挤压加工具有一定的参考价值。

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第一章 绪论

1.1、冷挤压模具技术及发展过程

1.2、课题的背景及意义

1.3、研究目标及内容

第二章、滑履冷挤压工艺分析及模具材料选择

2.1、滑履件工艺特点分析

2.2、滑履成形工艺参数计算

2.3、滑履冷挤压工艺流程

2.4、冷挤压模具材料选择

2.5、小 结

第三章、滑履预应力组合凹模应力分析

3.1、滑履整体式凹模受力分析

3.2、三层组合凹模的预应力分析

3.3、组合凹模的工作应力分析：

3.4、过盈量与预应力间的关系分析：

3.5、小 结

第四章、组合凹模的温度应力分析

4.1、概述

4.2、冷挤压模的温度场分析：

4.3、滑履冷挤压温度模拟

4.4、组合凹模的温度应力分析

4.6、小 结

第五章、预应力组合凹模参数优化计算

5.1、满应力准则法

5.2、组合凹模的优化模型

5.2、组合凹模参数优化设计

5.3、压配高度的确定：

5.4、优化计算结果

5.5、小 结

第六章、滑履组合凹模制造、装配与调试

6.1、滑履组合凹模的结构设计

6.2、滑履冷成形模具的装配及调试：

6.3、组合凹模成形实验及分析

6.4 组合凹模实验结果

结 论

致谢

参考文献

附录一：

附录二：

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