基于多工位冷镦机的钻头制造工艺分析与参数优化
冷镦是目前材料成形不可或缺且应用广泛的加工方法之一。钻头是钻床必不可少的组成部分，随着钻床精度要求增加，钻头加工精度与质量成为现在需要解决的一大问题，而现有冷镦钻头加工工艺已无法满足这一要求。改进冷镦加工工艺，优化冷镦参数，从而提高冷镦产品质量开始为人们所重视。通过冷镦参数优化，改进冷镦加工工艺，减少冷镦力，提高模具使用寿命，省略热处理等复杂前处理工序对冷镦行业乃至整个制造业都具有重要意义。 本文研究40Cr钻头的加工原理，分析冷镦成形的方法，找出冷镦成形过程中的影响参数，根据冷镦原则建立工艺参数模型，通过数值分析处理得出优化数据，经有限元软件模拟仿真，结合现场试验验证数据合理性，指导冷镦的实际生产。 首先，分析现有冷镦加工工艺，针对冷镦工艺中的缺陷进行改进，提出新的加工工艺流程，分析冷镦加工过程影响因素； 其次，现有冷镦加工过程中，由于加工硬化影响，高硬度材料需预先进行热处理，加工工序复杂且产品质量无法保证。针对这一问题，本文通过改进模具夹角和材料镦锻率，结合冷镦力调整，优化冷镦加工流程； 再次，通过分析冷镦加工过程的参数，找出其中对冷镦过程影响最显著的因素，结合冷镦基本原则、冷镦力经验公式以及模具理论，建立钻头冷镦参数数学模型。通过数值分析和理论计算，找出冷镦力、变形程度和模具夹角最优的数学关系，并以此得出优化参数；通过有限元软件模拟钻头成形过程，结合各工位应力云图分析参数的合理性，最后试制样品。结果显示，数值分析、有限元模拟、实验验证结果吻合，40Cr材料冷镦过程省去热处理工序，节约资源的同时，产品质量得以保证； 最后，本文对冷镦机执行机构进行优化设计，建立冷镦执行机构模型，并对模型进行模态分析求解，从而为进一步研究机构在冲击载荷作用下的疲劳特性和可靠性提供参考。
多工位冷镦机;钻头制造;参数优化;有限元技术
温州大学
硕士
计算机科学与技术制造业信息化技术
周宏明
2016
中文
TG713.1
2019-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）