内六方空心件冷挤压成形工艺研究

【摘要】内六方空心件是一种具有新型结构的紧固件，它具有与传统实心紧固件更好的力学、机械性能和更轻的重量，因而具有广阔的应用前景和需求空间。实际生产具有内六方通孔这类异型孔零件时，机械加工方法存在耗材大，效率低，零件强度不高的缺陷；辊挤、旋压、楔横轧、径向锻造等工艺加工工艺复杂，加工设备要求高；冷挤压工艺是一种高效、低耗和设备需求低、产品质量好的少无切削加工方法。所以，研究内六方空心件的冷挤压成形工艺不仅有重要的理论意义，而且还具有很大的经济效益。根据挤压件的特点和检验要求，本文通过对多道次挤压方案、复合挤压方案和一次冷挤成形方案综合分析，确定了利用空心管料冷挤压成形高强度内六方空心零件的工艺方案。同时，通过理论分析，建立了空心坯料在挤压过程中的挤压力模型和坯料塑性变形区边界上的质点运动速度模型。利用数值模拟软件Deform-3D，分析了挤压过程中挤压力的变化规律、应变规律以及金属流动规律，同时，还通过模拟结果分析了最大成形力与模具关键参数的关系，预测了挤压件在成形过程中可能出现的缺陷。采用单一因素法，研究了凹模锥角α，圆角半径R和工作带高度h0对最大挤压力的影响规律，确定了凹模锥角为范围为60°-65°，圆角半径为1.5mm，工作带高度为3-4mm。最后，利用理论分析和数值模拟的结果，设计了挤压模具完成了冷挤压件的试制。结果表明：利用该工艺成形的挤压件表面精度和内六方孔尺寸都达到了检验要求，数值模拟结果与实验基本一致。同时，实验结果还验证了该工艺的可行性和模具设计的合理性。
【作者】李泽勇；
【导师】张宝红；
【作者基本信息】中北大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】内六方空心件；高强度钢；冷挤压；数值模拟；

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