现有的薄壁铜管游动芯头拉拔机都采用人工进行上料,但人工上料不仅劳动强度大,而且生产效率低,已经不能满足现代工程的需要,要实现薄壁铜管游动芯头拉拔机自动上料存在两大技术难点,一是游动芯头穿芯定位精度高,二是因铜管长且挠度大造成铜管单根分选困难。同时,铜管缺陷和拉拔工艺参数等对拉拔成形具有较大的影响。因此,本文的研究具有良好的研究价值与应用前景。论文采用理论分析、数值模拟与试验分析相结合的方法完成以下工作:针对游动芯头穿进铜管装配问题,通过游动芯头穿芯空间误差分析,建立装配尺寸链并求解,确定游动芯头穿芯技术方案;针对大挠度铜管单根分选问题,对铜管分选进行动力学仿真分析,确定分选方案;完成拉拔机自动上料系统机械结构与控制系统设计;结合实际生产,对游动芯头拉拔过程进行有限元模拟分析。论文的主要研究结果:(1)对管坯、芯杆、游动芯头组成的空间装配系统进行分析,定量描述游动芯头穿芯空间定位误差,以游动芯头与铜管间隙为封闭环,建立铜管穿芯装配空间尺寸链,采用大数互换法对装配尺寸链实例求解说明,确定游动芯头穿芯方法和穿芯技术方案,即采用V型块定位,结合双旋自定心夹紧机构方式可完成芯头定位穿芯。(2)在分析单根铜管分选特征基础上,基于ADAMS建立铜管分选模型,以分选Φ106mm薄壁管材为例,探讨工艺参数(分选速度、倾斜角度、铜管挠度)对单根铜管分选技术指标(上升高度、分选完成时间、接触力)的影响,再基于ADAMS建立多根铜管分选模型,探讨工艺参数(分选速度、倾斜角度)对铜管分选效果(分选率、分选时间、重叠率)的影响,得到分选速度在400mm/s~800mm/s、倾斜角度在35°~40°分选效果较好,并通过试验验证。(3)在常规拉拔机的基础上,结合游动芯头穿芯技术方案和铜管分选装置仿真分析结果,将自动上料系统分为分选、输送、定位穿芯、双移位和送进5个模块,对每个模块进行结构设计,并完成上料系统控制系统初步设计。(4)针对铜管壁厚不均匀等问题,以H62合金为例,通过H62铜合金单向拉伸试验,采用弹粘塑性模型,构建H62铜合金本构模型,基于MARC软件对薄壁铜管游动芯头拉拔过程数值模拟,定量分析铜管壁厚波动与摩擦系数对拉拔过程(拉拔力、等效应力应变、芯头轴向运动)的影响,并对比分析游动芯头拉拔和固定芯头拉拔,发现游动芯头拉拔有助于提高产品质量。