内螺纹冷挤压成形金属流动行为的研究

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随着科学技术的快速发展,内螺纹越来越多地运用于各种先进制造生产中,特别是航空航天工业中。内螺纹传统的加工方法主要是切削加工,这种方法加工出的内螺纹切断了金属的纤维,对内螺纹的连接质量产生了一定程度上的影响。内螺纹冷挤压成形加工是一种无切屑的加工方法,其运用金属塑性流动理论为依据,相较于切削加工,其螺纹的抗拉强度和抗疲劳性能得到了较大的提升。本文运用仿真与实验相结合的研究方法,深入研究了内螺纹挤压成形过程中金属的流动行为,主要的研究内容如下:(1)介绍了内螺纹冷挤压成形的理论基础,分析了内螺纹挤压过程中金属材料的受力状态,找出了影响金属流动的主要因素。对挤压丝锥的设计方法、参数计算进行了简述。(2)建立了挤压攻丝的刚塑性有限元模型。通过对材料属性的定义,丝锥运动方式的加载,边界值问题的设置,接触关系的设定等,建立起符合工艺要求的有限元模型。(3)利用塑性成形软件DEFORM-3D对内螺纹冷挤压成形过程进行了仿真。通过点追踪的方法对牙形截面的X、Y、Z三个方向上以及牙底金属的流动行为进行分析,得出挤压前后追踪点坐标的变化以及追踪点位移、速度的变化曲线图。(4)绘制在不同的底孔直径下金属最大位移、牙形高度、牙饱满率的曲线图,分析底孔直径对它们的影响。(5)通过挤压攻丝实验,将实验结论与仿真结论进行对比分析。总结内螺纹挤压成形过程中金属的流动行为。
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