内螺纹加工有限元数值模拟分析

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1、内螺纹加工有限元数值模拟分析[摘要]在机械加工领域中，螺纹零件是各种机器设备中一种非常重要的结构件和紧固连接件，而且使用数量非常多。但是由于螺纹零件的加工，尤其是形状结构复杂、材料特殊的高精度螺纹的加工，普遍存在劳动强度大、生产率低、成本高和螺纹零件精度低等问题，因而严重降低了机器设备的机械强度和使用寿命。目前，挤压成型技术日益成熟，利用挤压成型技术制造螺纹零件可大大提高了螺纹的机械强度和使用寿命。本文主要研究利用DEFORM软件对螺纹加工过程进行了挤压成型仿真分析，实现了一般挤压攻丝过程和振动挤压攻丝过程的模拟。分析了挤压速度，底孔直径对螺

2、纹加工中丝锥所受应力，应变以及扭矩的影响；并且通过仿真比较了周向振动攻丝与一般挤压攻丝各自特点。[关键词]Deform-3D周向振动挤压内螺纹成形有限元分析ThenumericalsimulationanalysisofInternalthreadprocessingAbstract:Inthefieldofmechanicalmachining,threadinallkindsofmachinepartsisaveryimportantstructuralpartsandfasteners,andusethenumberverymuch.B

3、utthethreadprocessingpartsprocessing,especiallyforhighprecisionthreadcomplexshapeandstructure,specialmaterials,generallyhaslargelaborintensity,lowproductivity,highcostandthethreadedpartsprecisionisverylow,sothemechanicalstrengthandservicelifeofthemachineequipmentseriouslyre

4、duce.Atpresent,theextrusionformingtechnologymatures,usingextrusionmoldingtechnologyofmanufacturingthreadedpartscangreatlyimprovethemechanicalstrengthandtheservicelifeofthescrewthreads.Thispapermainlystudiesonthethreadprocessingtoanalyzetheprocessofextrusionmoldingsimulation

5、usingtheDEFORMsoftware,realizesthesimulationofgeneralextrusiontappingprocessandextrusionprocessofvibrationtapping.Analysisoftheextrusionspeed,bottomdiameterofthreadprocessingofthestress,strainandtorsioneffects;andbycomparingthecircumferentialvibrationtappingandgeneralextrus

6、iontappingtheircharacteristics.Keywords:Deform-3DCircumferencevibrationextrusionInternalthreadformingFiniteelementanalysis目录1绪论11.1内螺纹挤压成形概述11.2内螺纹振动挤压特点21.3螺纹挤压研究现状31.4本文研究的目的及意义41.5本文研究的可行性52内螺纹挤压成形工艺62.1内螺纹挤压成形的理论基础62.2塑性成形的特点82.3影响挤压成形的因素82.3.1工件材料92.3.2工件直径对挤压成形的影响102.

7、3.3挤压速度对挤压成形的影响112.4挤压丝锥112.4.1丝锥截面132.4.2挤压丝锥结构参数143体积成型模拟软件154内螺纹挤压有限元模拟分析184.1内螺纹冷挤压钢粘塑性模拟184.2内螺纹加工建模184.2.1丝锥建模及导出184.2.2毛坯件的建模及导出194.2.3Deform窗口204.2.4不添加周向运动的结果334.3挤压速度对成形的影响384.3.1转速n=15rpm时的成性影响384.3.2转速n=18rpm时的成形性能40I4.3.3转速n=21rpm时的成形性能424.3.4数据分析444.4底孔直径对成形的影

8、响444.4.1底孔直径d=4.4mm时的成形性能454.4.2底孔直径d=4.8mm时的成形性能464.4.3数据分析485添加特殊运动495.1周向振动的实现4