内螺纹铜管滚珠旋压成形工艺研究

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1、沈阳理工大学硕士学位论文摘要随着空调器制造技术的不断进步，对高效、节能、环保的要求愈来愈高，使用内螺纹铜盘管和亲水铝箔制作蒸发器和冷凝器的新型空调器得到了广泛的应用，高效传热和蒸发的内螺纹铜管也越来越受到市场的青睐。目前生产内螺纹铜管的方法主要有两种，即：铜带滚压焊接成形法和拉拔旋压成形法。而其中以拉拔旋压成形法为主。拉拔旋压成形法采用减径拉拔、滚珠旋压成形内螺纹和定径空拉成形内螺纹铜管。由于涉及的变形道次多，变形复杂，所以不同的成形参数对内螺纹铜管的质量影响很大。本文从塑性力学出发，进行了减径拉拔、滚珠旋压和定径空拉三级变形中模具的力学分析，特别是

2、对于内螺纹成形的关键工序滚珠旋压工序进行了理论分析，获得了内螺纹铜管成形的重要工艺参数条件，具体包括：咬入角、滚珠数量、进给比、钢球与钢环之间的关系，电机旋转速度与盘拉机拉拔速度之间的配比关系等。根据刚／弹塑性有限元法的基本原理，建立了内螺纹铜管成形中各个工序的有限元模型，采用有限元模拟软件MSC．Marc和DEFORM3D对内螺纹铜管的成形进行模拟，最终求解了塑性变形区的应力场和应变场。在减径拉拔工序，模拟了摩擦条件、外模圆角半径和芯头锥角各工艺参数对成形的影响；在滚珠旋压工序，摸拟了坯料与螺纹芯头的间隙、螺纹芯头齿底圆角、进给量等工艺参数对成形性

3、的影响，获得了不同参数下的金属流动规律和螺纹成齿情况，提出了模具的改进和优化方法；在定径空拉工序，由于主要作用是轴向定位，所以考虑摩擦条件对其进行数值模拟研究，同时考虑空拉后内螺纹铜管螺旋升角的变化。此外，本文进行了大量的工艺实验，研究了不同工艺参数对内螺纹铜管成形的影响，并与有限元模拟结果进行了对比分析，结果表明了模拟的正确性和模具优化改进的可行性。关键词：内螺纹铜管；数值模拟；工艺研究沈阳理工大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofair-conditionermanufacturingtechnology，the

4、requirementsofhighefficiency，environmentalprotectionandenergyconsumptionhavebecomemoreandmoreimportant．Inner—groovedcoppertubeandhydrophiliaaluminumfoilhavebeenwidelyusedtomanufactureevaporationandcondensationequipment．Inpresent，therearetwowaystomanufactureinner·groovedcoppertu

5、be，weldingandball—spinning，howeverthemainmethodisball-spinningmethod．Theball-spinningformingmethodUSeSatripledeformationprocess：drawingwithfloatingplug,ball-spinninganddrawingwithoutfloatingplugtOformtheinner—groovedcoppertube．thetheoryandprocessofthesimulationaresocomplexthatd

6、ifferentprocessparametershaveagreatinfluenceonthequalityofthecoppertube．Inthestudy，basedonplasticmechanics，byanalyzingthemechanicalofthedieinthetripledeformationprocess，especiallythetheoryanalysisofthosecriticalprocessininner-groovedcoppershaping．throughtheseanalysis，alotofimpo

7、rtantparameterssuchasbiteangle，numberofballs，feeddistance，therotationrelationshipbetweentheballandtheouterdie，therotationspeedoftheelectricengineandthedrawingspeedoftheplaindrawingmachine。‘Inthestudy，basedonthetheoryofri百d—plasticFEM，FEMmodelsofdifferentprocessofinner-groovedco

8、ppertubemanufactureareestablished．TheFEMsimulationsoft