冷挤压模具结构与预应力组合凹模实用设计方法研究

摘要

冷挤压工艺是一种高精、高效、优质低耗的先进生产技术,已成为中小型锻件精化生产的重要手段.模具是冷挤压技术的关键,但目前尚未有文献对结构设计进行过系统的总结.凸模和凹模是模具最重要的工作部分,为提高强度,凹模多采用预应力式组合结构,而应用现有理论公式设计组合凹模过程过于繁琐,工作量大,设计人员一般凭经验设计,难以保证凹模强度,因此非常有必要建立简便实用的组合凹模优化设计公式.该文在深入研究大量冷挤压模具实例的基础上,系统论述了冷挤压模具导向装置、卸料推顶机构、浮动结构和凸、凹模的结构型式和设计要点,总结了适应现代化生产要求的先进模具应具有的特点.该文基于弹性厚壁圆筒理论,对组合凹模进行了受力分析,导出了凹模各层的应力计算公式;为实现组合凹模各层半径比和过盈量的最优配置,该文以各层内壁产生的相当应力最小为优化条件,结合图表法,分别建立了凹模内壁有、无切向拉应力两种情况下的组合凹模优化设计实用公式;运用ANSYS有限元分析软件对所设计的组合凹模进行了数值校核,分析结果表明该文建立的公式是正确的和可行的.该文系统总结了冷挤压模具设计要点和先进模具应具备的特点,对冷挤压模具结构设计有较大的参考价值和指导意义;建立的组合凹模优化设计公式简便实用,可靠性满足工程实际设计要求;相对于传统公式,应用该公式进行设计可使计算工作量减少57.1％以上,对预应力组合凹模的设计工作有重要的应用价值.

目录

文摘

英文文摘

文中主要符号注释

第1章概述

1.1冷挤压技术进展及发展趋势

1.2冷挤压加工的特点

1.3模具结构设计的重要性及设计要求

1.4组合凹模在冷挤压模具中的应用

1.5课题的主要研究内容

第2章冷挤压模具结构研究

2.1正挤压模

2.2反挤压模

2.3复合挤压模

2.4浮动模结构

2.5 凹模倒装结构

2.6通用模架

2.7冷挤压模具结构设计要点

2.8先进冷挤压模具的特点

第3章预应力组合凹模优化设计传统理论研究

3.1冷挤压整体凹模受力分析

3.2组合凹模结构型式的确定

3.3组合凹模材料的选用

3.4组合凹模的压合工艺

3.5组合凹模优化设计传统公式

3.6本章小结

第4章组合凹模优化设计实用公式的建立

4.1组合凹模的最佳半径比公式

4.2最优径向过盈量的确定

4.3轴向压合量的确定

4.4公式应用

第5章基于ANSYS的有限元校核

5.1数值模拟技术的应用和有限元简介

5.2有限元分析软件ANSYS

5.3基于ANSYS的组合凹模强度校核

5.4结果分析

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢