五孔式氧枪喷头底座成形工艺及模具失效研究

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1、中北大学学位论文五孔式氧枪喷头底座成形工艺及模具失效研究摘要本文以五孔式氧枪喷头底座挤压成形为研究对象，对该零件的挤压成形过程及其模具的工作状况进行了数值模拟，制定了该挤压件的成形工艺，并对模具进行了失效分析，这对于保证成形件的质量及提高模具使用寿命均具有积极的意义。首先，根据模拟分析的需要，建立了模具的几何模型以及模拟过程的刚塑性有限元模型，并对模拟中边界情况的定义、材料性能的施加、设备速度的选取和网格的划分等关键问题进行了分析，为模拟和仿真的顺利进行打下了基础。应用有限元数值模拟方法，对氧枪喷头底座挤压过程进行

2、了三维数值模拟。讨论了坯料大小、变形温度、变形速度和摩擦条件对变形过程中等效应变、等效应力以及挤压力的影响，确定了合理的变形工艺参数。模拟结果显示：在坯料直径为340ram，挤压温度为850℃，挤压速度为5mm／s时，有利于该零件的成形。在数值模拟结果分析的基础上，制定了氧枪喷头底座挤压成形的工艺方案，并进行了生产试制。实验结果表明，用挤压工艺代替传统工艺生产该零件，有效地提高了材料利用率，降低了生产成本。经过批量生产后，挤压凸模表面出现裂纹，导致模具失效。本文采用有限元数值模拟软件对凸模挤压过程中的应力场、温度场

3、进行了分析，找出其失效的主要原因，并提出改进方案。关键词：铜，氧枪喷头，挤压成形，数值模拟，模具失效分析中北大学学位论文TheStudyonExtrusionFormingTechnologyanddieFailureofthepedestalof5-holespraynozzleofoxygenlanceAbstractTaketheextrusionofthepedestalof5·holespraynozzleofoxygenlanceastheresearchobject,thenumericalsimul

4、ationofformingprocessandworkingconditionofdieal'estudiedinthispaper．Thetechnologyoftheextrudedparthasbeenstipulated，andthefailureanalysishasbeenstudied．Thoseareinfavorofincreasingthepartandtheservicelifeofdie．Firstly,thegeometricmodelofdieandrigid—plasticfinit

5、eelementmodelofsimulationarebuiltaccordingtothedemandofsimulationanalysis，Thedefinitionofinterfaceconditionbetweendieandworkpieee，theaddingofmaterialparameters，formingvelocityofmachineandmesh，isalsodone．itisthebaseofthefollowingcomputersimulation．Throughnumeri

6、calsimulationoffiniteelementmethod(FEM)'thecourseofextrusionofthespraynozzleofoxygenlanceissimulated．Theformingoftheblank，deformationtemperature，deformationrateandfrictionarediscussedwhichimpactequivalentstrain，equivalentstressandextrusionforce。Theanalysisshow

7、edthatitisbeneficialtoformingwhenthediameterofblankis340ram，theextrusiontemperatureis850"C，andtheextrusionspeedis5mm／s．BasedontheresultoftheFEMsimulation，theextrudedformingtechnologyofthespraynozzleofoxygenlancehasbeenstipulated，andthephysicalexperimentisachie

8、ved．Theresultshowsthatitisfeasibletoproducethespraynozzleofoxygenlancewithextrusioninplaceofthetraditionaltechnology,whichimprovedtheutilizationofmaterialandreducedtheproductioncos