【摘 要】
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弯管机作为管材塑性成形的重要装备,用以制作各种形式与功用的弯曲管材,随着我国社会经济的不断发展,各行各业对弯曲管材的质量要求也越来越高。而传统弯管机弯曲管材时容易造成管材弯曲段壁厚不均匀、起皱甚至是开裂等现象,因此需要开发一种新型弯管机。管材在弯曲时,其尾部的助推力与管材最终成形质量有着密切的关系。因此,本文针对现有弯管机,在其基础上设计一套助推弯管成形系统,并对其性能进行深入研究,具体内容如下:
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弯管机作为管材塑性成形的重要装备,用以制作各种形式与功用的弯曲管材,随着我国社会经济的不断发展,各行各业对弯曲管材的质量要求也越来越高。而传统弯管机弯曲管材时容易造成管材弯曲段壁厚不均匀、起皱甚至是开裂等现象,因此需要开发一种新型弯管机。管材在弯曲时,其尾部的助推力与管材最终成形质量有着密切的关系。因此,本文针对现有弯管机,在其基础上设计一套助推弯管成形系统,并对其性能进行深入研究,具体内容如下:首先,研究了助推弯曲成形机构需要满足的使用条件。基于所需完成的功能探讨各个部件的设计方案,并从中做出优选。通过将各个设计方案汇总整合形成最终的助推机构的总体设计方案,并对其中一些关键零部件的设计与选型进行仔细分析,确定其设计方法与选型参数。然后,对助推弯曲成形机构的详细结构进行设计。基于材料力学与理论力学,对整套机构中的关重件进行包括强度、刚度、疲劳等方面的详细校核,对其中复杂受力的零部件进行基于Abaqus的有限元分析,并基于校核分析结果对关重件进行优化改进。绘制校核完成的助推机构的三维图,并对其中的关重件的加工工艺进行深入分析。此外,基于所设计的推助系统在管材弯曲成形加工过程中的所需功能,根据实际操作流程设计基于工控机的电控系统控制原理图,并考虑弯管机的自身使用参数,对整个电控系统中的电气元器件进行选型,将其汇总制作助推系统电控箱最后,对设计完成的弯管机助推系统进行试验研究。通过设置对比试验,将两组完全相同的圆形管材分别通过带助推系统的弯管机和传统弯管机进行管材弯曲试验。通过对弯曲后管材弯曲处的壁厚减薄率以及最终弯曲形状进行分析,验证助推弯曲成形系统对管材弯曲成形的质量有着重要影响。通过有限元分析试验管材弯曲成形过程,再次验证助推系统的重要性,并得到能有效模拟带助推系统的管材弯曲成形数值分析方法。
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