炮弹弹体毛坯精化新工艺研究

摘要

炮弹弹体因拥有复杂的结构和良好的综合机械性能等特点，一般很少采用原材料直接机械加工得到，大多采用成形毛坯加工获得。其属于典型的深孔件，成形工艺大都是采用压型、冲孔、拉深的热挤压工艺。该工艺历经几十年，算是比较成熟的工艺，但不是最好的工艺，这是因为该工艺不能有效控制壁厚差。壁厚差问题是深孔挤压件常见的问题。如果不能有效控制炮弹弹体壁厚差，势必将造成材料利用率低，生产成本增加。这种状况已经严重阻碍的企业节能降耗的步伐。
　　本研究以122mm口径弹体毛坯为研究对象，此弹体现行工艺材料利用率为41％，壁厚差在3~5mm的成品率在96%以下。拟采用新工艺将材料利用率由原来的41%提升至61%，节约原材料13kg，有效控制壁厚差，提高毛坯质量和成品率。为了实现上述目标，根据成品图设计新的更符合生产的新的锻件图，并通过有限元模拟软件 Deform模拟弹体毛坯新工艺成形过程，预测可能的缺陷和问题，分析挤压成形过程中最大主应力分布，温度场分布，速度场分布和行程-载荷等参数，优化工艺参数，为模具设计，实际生产提供理论依据。为提高模拟计算的精度和可靠性，将利用 Gleeble-1500D热模拟试验机对弹体材料50SiMnVB进行热压缩试验，利用实验数据建立了该材料Deform数据库。通过对炮弹弹体毛坯精化新工艺方案模拟，寻找出最佳的成形方案，及较为理想的模具结构，获得满足要求的零件，提高材料利用率，降低生产成本，对大弹体毛坯以及类似的深孔件的生产具有十分显著的经济效益，技术价值和社会、军事效益。

目录

符号表

第1章 绪论

1.1引言

1.2研究意义

1.3炮弹弹体成形技术发展现状及趋势

1.4挤压模设计理论

1.5研究内容

第2章 合金钢50SiMnVB高温压缩试验研究

2.1试验方案

2.2实验设备

2.3试验材料

2.4实验结果与分析

2.5 Deform材料库建立

2.6本章小结

第3章 炮弹弹体毛坯现行成形工艺分析

3.1热挤压成形概述

3.2炮弹弹体毛坯现行热挤压成形工艺分析

3.3炮弹弹体毛坯现行热挤压成形工艺不足及分析

3.4本章小结

第4章 炮弹弹体毛坯精化新工艺及数值模拟

4.1炮弹弹体毛坯锻件图设计及分析

4.2炮弹弹体毛坯精化新工艺的有限元模拟分析

4.3炮弹弹体毛坯精化新工艺制订

4.4本章小结

第5章 炮弹弹体毛坯成形模具结构分析

5.1炮弹弹体毛坯现行工艺成形模具结构分析

5.2炮弹弹体毛坯新工艺模具结构分析

5.3本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果