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发展有色金属管材成型技术,不仅可以提高制冷设备换热效率,节约能源,而且可以减少金属管材原料用量,降低制冷设备成本。薄壁铜管是一种重要的有色金属管材,而游动芯头拉拔工艺是薄壁铜管的成型工艺流程的关键工序之一。从所查阅的国内外文献看,对棒材拉拔和管材空拔的研究比较深入,而对铜管的游动芯头拉拔工艺的研究比较少。本文以成品规格为φ9.52×0.39铜管游动芯头拉拔过程的第一道次(φ28×1.2至φ24×0.94)为对象,对薄壁铜管的游动芯头拉拔过程及其影响因素进行了的研究,主要内容及成果有:
①对薄壁铜管游动芯头拉拔过程的管坯进行了取样,并针对管坯试样做了材料实验,为仿真的材料模型提供必要的参数。
②运用有限元软件ABAQUS建立了薄壁铜管游动芯头拉拔过程的二维轴对称有限元模型。分别通过PDA数据和理论公式计算游动芯头拉拔过程的拉拔力。利用计算结果验证了仿真模型的可靠性。
③利用二维轴对称有限元模型,分析了内外模具锥角、游动芯头定径段长度、加工率、摩擦因素以及拉拔速度等工艺参数对薄壁铜管游动芯头拉拔过程的影响。
④分别建立了壁厚不均匀缺陷管坯、偏心缺陷管坯、空洞缺陷管坯的仿真模型,分析了管坯缺陷对薄壁铜管游动芯头拉拔过程应力应变场、拉拔力、游动芯头轴向运动的影响,以及游动芯头拉拔过程对管坯缺陷的矫正作用。