基于冷擠壓的高強(qiáng)度鋼內(nèi)螺紋抗疲勞加工工藝研究.pdf

1、隨著內(nèi)螺紋加工向高性能、低成本、低能耗方向的發(fā)展，采用冷擠壓成形工藝凈成形內(nèi)螺紋成為抗疲勞加工技術(shù)的重要組成部分，在航空、航天和高速列車等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。本文針對高強(qiáng)度鋼內(nèi)螺紋冷擠壓加工中出現(xiàn)的問題，以理論分析與試驗相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地研究了高強(qiáng)度鋼內(nèi)螺紋冷擠壓加工的關(guān)鍵技術(shù)，著重研究了冷擠壓內(nèi)螺紋的表面性能、擠壓過程的在線監(jiān)測及其有限元分析，為冷擠壓內(nèi)螺紋技術(shù)的推廣應(yīng)用開展積極探索。本文完成的主要工作和取得的成果如下：

2、　　 1.建立了冷擠壓內(nèi)螺紋接觸應(yīng)力與擠壓力的力學(xué)模型
　　 建立了冷擠壓內(nèi)螺紋接觸應(yīng)力與擠壓力的力學(xué)模型。通過合理假設(shè)選取擠壓過程中的各工藝參數(shù)，計算了加工過程中擠壓變形區(qū)工件沿擠壓絲錐棱齒法向的接觸應(yīng)力及擠壓力，為進(jìn)一步研究內(nèi)螺紋冷擠壓過程中的工藝參數(shù)優(yōu)化、加工穩(wěn)定性、控制冷擠壓加工質(zhì)量和預(yù)測擠壓絲錐失效機(jī)理等問題提供理論依據(jù)。
　　 2.開展了高強(qiáng)度鋼內(nèi)螺紋的冷擠壓加工與工藝特性分析
　　 利用自制的擠壓

3、絲錐及其專用扭矩夾持裝置對Q460高強(qiáng)度鋼內(nèi)螺紋的冷擠壓工藝特性進(jìn)行實驗研究，探索了各工藝參數(shù)對擠壓內(nèi)螺紋質(zhì)量的影響，采用優(yōu)選工藝參數(shù)獲得了理想的內(nèi)螺紋，并探討了大直徑內(nèi)螺紋的冷擠壓工藝，為冷擠壓內(nèi)螺紋技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　 3.分析了冷擠壓成形內(nèi)螺紋的表面性能
　　 在微觀條件下，從零件狀態(tài)因素(表層殘余應(yīng)力、表面粗糙度、表層顯微組織以及表面顯微硬度與硬化層)與工作條件因素(腐蝕環(huán)境)，研究了Q460高強(qiáng)度鋼

4、冷擠壓內(nèi)螺紋的性能。
　　 4.設(shè)計制作了內(nèi)螺紋冷擠壓過程的在線監(jiān)測系統(tǒng)
　　 采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)，利用自行設(shè)計的監(jiān)測系統(tǒng)，開展了加工過程中扭矩信號、溫度信號、振動信號及聲發(fā)射信號進(jìn)行信號分析、特征提取與選擇以及模式識別等方面的研究，預(yù)測了Q460高強(qiáng)度鋼內(nèi)螺紋冷擠壓加工過程中出現(xiàn)的一系列現(xiàn)象，提高了內(nèi)螺紋冷擠壓加工技術(shù)的可靠性。
　　 5.對內(nèi)螺紋冷擠壓過程進(jìn)行了有限元仿真，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了實驗驗證

5、r>　　 利用DEFORM軟件模擬了Q460高強(qiáng)度鋼內(nèi)螺紋擠壓成形的過程，得出了溫度場、應(yīng)力場與應(yīng)變場分布云圖，分析了工藝參數(shù)如工件底孔直徑、擠壓速度、摩擦因子與擠壓次數(shù)等對內(nèi)螺紋擠壓過程中擠壓溫度與擠壓扭矩的影響規(guī)律，并通過實驗，驗證其模型的有效性，為內(nèi)螺紋冷擠壓工藝支持決策系統(tǒng)實際應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。
　　 6.開發(fā)了內(nèi)螺紋冷擠壓工藝支持決策系統(tǒng)
　　 建立了內(nèi)螺紋冷擠壓工藝模型庫、知識庫、應(yīng)用實例庫和試驗庫，開發(fā)了