筒状零件剪切锻造成形技术开题报告

全文总字数：3353字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.目的及意义（含国内外的研究现状分析）

在现代工业技术飞跃式发展的现在，各种新型零件取代了传统零件，以其组织好，强度高等优点广泛应用于工业发展中。其中以筒状零件为例，随着航空、航天和兵器等高技术产业的迅速发展，对筒形零件的强度、壁厚等要求也越来越高。由于具有质量轻、结构紧凑、节约材料等特点，高强铝合金、钛合金、高温合金等比强度高的难变形材料薄壁筒形件已经广泛应用于工程机械行业中。然而在需求不断提高的如今，这类薄壁筒形件的生产合格率仍然有较大的提升空间。在航天飞行器中，船体承力结构件都是一类筒形壳体件，虽然这些结构件的结构尺寸不同，但都有着结构相似、尺寸大、壁薄的特点。这些大型薄壁件在加工过程中存在诸多极易引起薄壁结构的变形、失稳以及振动的因素，使得其制造难度较大。薄壁零件的加工精度和质量无法达标将会阻碍航空航天制造业的发展，为了促进其进一步发展，推动高端核心装备先进成形技术的进步，研究大型难变形合金筒状零件的加工工艺，探索稳定高效的加工方法具有重要的科学意义和广阔的应用前景^[1-4]。

就目前而言，金属零件的成形方法可以分类为材料成形工艺，材料去除工艺和材料累加工艺。材料成形工艺是指在加工过程中材料的形状、尺寸、性能等发生变化，而重量近似等于加工前的重量。如铸造、锻造、压力加工、粉末冶金、注塑成形等，这些方法多用于毛坯制造，但也可直接成形零件。材料去除工艺是以一定的方式从工件上去除多余的材料，得到所需形状、尺寸的零件。如切削加工、磨削加工、特种加工等。材料累加工艺是利用一定的方式使零件的重量不断增加的工艺方法。传统的累加方法有焊接、粘接、铆接、过盈配合、电铸和电镀等。新型的累加方法有快速原型制造（rpm），它又称“快速成形” 或“分层制造” ,是20世纪80年代后期迅速发展起来的一种新型制造技术。

金属切削是金属成形工艺中的一种材料去除的成形方法，在当今的机械制造中仍占有很大的比例。金属切削过程是工件和刀具相互作用的过程，以剪切变形为主。刀具从待加工工件上切除多余的金属,并在保证生产率和控制成本的前提下，使工件达到符合设计和工艺要求的几何精度、尺寸精度和表面质量。与现有挤压成形等塑性工艺相比，切削成形载荷大幅度降低，切削加工的加工精度和表面粗糙度的范围广泛，且可获得很高的加工精度和很低的表面粗糙度。在常规条件下，切削加工的生产率一般高于其他加工方法。将金属切削原理引申到筒状零件的锻造加工中，可以实现零件的剪切锻造成形。^[9]

2. 研究的基本内容与方案

2.研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1基本内容

（1）初步进行筒状零件剪切锻造成形的工艺方案设计

（2）根据所需要成形的筒状零件结构以及成形工艺，初步设计坯料形状尺寸和相关模具结构；

（3）在软件pro/engineer中建立模具与坯料的三维实体模型；将建立的三维实体模型导入deform-3d软件；

（4）在deform-3d软件中，对坯料模型进行网格划分，并确定工艺参数；

（5）使用deform-3d软件进行剪切锻造成型过程的模拟，记录实验数据和参数；

（6）改变模拟过程中的参数数据，研究不同参数对成形过程及制件质量的影响；

（7）根据模拟结果，获成形过程中多物理场与金属流动规律；

（8）最终确定优选的工艺方案与模具结构；

2.2研究目标.

1.以成形工艺方案为依托，建立成形过程有限元模型，获得成形过程多物理场和金属流动规律；

2.获得优选的工艺方案与模具设计；

3.查阅文献，了解近年来国内外在筒状零件成形技术上面的相关研究概况和发展趋势；

3. 研究计划与安排

3．进度安排

第1 -3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需软件。进行筒状零件剪切锻造工艺方案设计，并完成开题报告。

第4-7周：建立筒状零件剪切锻造成形过程有限元模型；获得成形过程中多物理场与金属流动规律。

第8-11周：获得优选的工艺方案与模具结构。

4. 参考文献（12篇以上）

4.参考文献

[1]欧阳玉芹.大型薄壁筒形件的加工[j].山东工业技术,2017(22):34-35.

[2] 郑廷顺.铝合金筒体零件的锻造成形方法[j].铝加工,1999(05):22-24 50.

[3] 王贤鹏. 薄壁深筒形件温冷复合成形工艺及模拟研究[d].江苏大学,2016.