圓柱面翻邊成形預(yù)制孔優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，大型管網(wǎng)在化工企業(yè)、油氣運(yùn)輸和城市排污等系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著管網(wǎng)向大型化、高壓化發(fā)展，對管道的安全性提出了越來越高的要求。管道接頭類零件作為管網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)件，其市場需要越來越大，同時也對該類零件的生產(chǎn)工藝提出了更高的要求。
　　管道接頭是管網(wǎng)系統(tǒng)中加工最為復(fù)雜、材料浪費(fèi)最多環(huán)節(jié)，研究一種新型的高效、節(jié)約材料、綠色的金屬管道接頭成形工藝方法具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。因此本文研究和討論了一種圓

2、柱面支管成形的新方法——翻邊成形加工工藝。與傳統(tǒng)管道支管的制作工藝相比，翻邊成形的加工工藝更高效、更節(jié)約材料、零件物理性能也更好，而且翻邊成形的管道支管，主管與支管的接觸部分比較圓滑，可以大大減少液體在分支處的流動阻力。但是，在圓柱面上翻邊支管在國內(nèi)的研究還是處于初級階段，滿足多樣式支管成形的工藝要求還比較困難。本文就圓柱面翻邊成形的幾處關(guān)鍵的問題進(jìn)行了討論：
　?。?）利用翻邊成形預(yù)制孔設(shè)計(jì)的等線長理論，考慮翻邊位置的偏心和翻邊

3、形狀的變化等情況，建立了圓柱面翻邊成形預(yù)制孔數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用Delphi開發(fā)了預(yù)制孔計(jì)算的軟件，可直接根據(jù)工藝參數(shù)計(jì)算出預(yù)制孔的形狀和尺寸，并可以以圖形和數(shù)據(jù)兩種方式輸出計(jì)算結(jié)果。
　?。?）利用 SolidWorks建立坯料和模具的幾何模型，利用有限元分析軟件DYNAFORM對圓柱面翻邊成形過程進(jìn)行了成形過程分析。應(yīng)用模擬結(jié)果并對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明所建立的數(shù)學(xué)模型基本正確，模擬成形的高度與理想值接近。
　?。?）

4、設(shè)計(jì)制造了圓孔和方孔的圓柱面翻邊成形模具，利用液壓機(jī)對圓柱面翻邊成形過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果相對比，二者吻合良好，表明本文建立的有限元模型和采用的模擬分析方法是可靠的。
　?。?）針對圓柱面翻邊成形預(yù)制孔設(shè)計(jì)問題，以翻邊端口平整度為優(yōu)化目標(biāo)，以成形工件的完整性為約束條件，建立優(yōu)化模型；以有限元模擬為目標(biāo)函數(shù)和約束條件的求解器，以基于等線長理論的優(yōu)選搜索法為優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，對優(yōu)化模型進(jìn)行了求解。優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果表明，所建