2A12合金的无润滑管材挤压工艺实验研究及穿孔针系统的结构优化

摘要

2Al2合金是一种常用的高强度硬铝合金，用它生产的铝合金管材广泛应用于各个行业。我国通常采用润滑挤压的方法生产该合金管材，其生产的产品内表面易产生各种缺陷，生产成品率较低。无润滑挤压的生产方法，可以改善挤压产品的质量，提高挤压的成品率，但对生产工艺，穿孔针系统的结构和设备的对中性要求较高。
　　国产34.3MN挤压机经多年的使用磨损，设备严重老化，再加上先天结构设计的不足，在该设备上采用润滑挤压的方法生产的高精度铝合金管材已不能满足标准要求。为了在该设备上实现2Al2合金管材的无润滑挤压，提高挤压的成品率和设备利用率。本文通过介绍2Al2合金材料的性能、国产34.3MN挤压机的结构特点以及对穿孔针系统进行有限元分析，找到了穿孔针受力最薄弱的部位和挤压该合金时断针频繁的原因，提出了穿孔针系统的结构优化措施，并对其进行了改进。
　　根据无润滑挤压工艺的特点，本文通过拟定挤压速度、挤压温度、挤压系数以及铸锭的工艺尺寸，确定了无润滑挤压的最优工艺参数，同时介绍了在国产34.3MN挤压机上进行无润滑挤压时，穿孔针断裂的预防措施。并在该挤压机上进行了2Al2合金的无润滑管材挤压工艺实验。实验结果表明，在合理控制挤压速度、挤压温度、铸锭加热温度等工艺参数的条件下，可以实现2Al2合金的无润滑管材挤压，而且挤压的产品内表面质量好，偏心度大为改善。
　　2Al2合金无润滑管材挤压的实现，不但可以提高挤压产品的表面质量，减少辅助材料消耗，而且可以改善挤压环境，降低劳动强度，提高生产效率。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 课题的背景及意义

1．2 国内外文献综述

1．2．1 挤压技术的发展与现状

1．2．2 管材挤压的方法与特点

1．2．3 国内外研究现状

1．3 本研究课题的目的和主要研究内容

1．3．1 研究课题的目的

1．3．2 本课题的主要研究内容

1．4 本章小结

第2章 2A12合金特性及管材成形工艺分析

2．1 2A12合金材料的特性

2．1．1 合金元素和杂质元素在2A12合金中的作用

2．1．2 2A12合金的特点概述

2．1．3 2A12合金的性能

2．2 2A12合金管材挤压时的金属流动特点

2．3 2A12合金管材挤压的成形工艺

2．4 本章小结

第3章 国产34．3MN挤压机挤压现状分析

3．1 国产34．3MN挤压机的特点

3．1．1 国产34．3MN挤压机的工作原理

3．1．2 国产34．3MN挤压机的挤压特点

3．2 国产34．3MN挤压机穿孔针系统结构分析

3．2．1 穿孔针系统结构

3．2．2 穿孔针系统结构的缺点分析

3．3 2A12合金管材挤压的工艺特点及表面质量

3．4 本章小结

第4章 穿孔针系统的有限元分析

4．1 国产34．3MN挤压机挤压时穿孔针的受力分析

4．1．1 穿孔针在镦粗过程中的受力

4．1．2 穿孔针在挤压过程中的受力

4．2 国产34．3MN挤压机穿孔针的强度校核

4．3 有限元法分析的基础理论

4．3．1 有限元分析的基本思路

4．3．2 弹性力学的基本方程

4．3．3 ANSYS软件介绍

4．4 国产34．3MN挤压机穿孔针的有限元分析

4．4．1 穿孔针的有限元模型

4．4．2 穿孔针强度的提高措施

4．5 本章小结

第5章 实验方案与优化措施

5．1 穿孔针系统的优化方案及措施

5．2 工艺参数的拟定与断针的预防措施

5．2．1 工艺参数的拟定

5．2．2 无润滑挤压时防止穿孔针断裂的措施

5．3 本章小结

第6章 实验与结果分析

6．1 无润滑挤压现场实验

6．2 实验和试生产的结果分析

6．2．1 挤压工艺参数分析

6．2．2 挤压的产品质量分析

6．2．3 挤压时的穿孔针系统分析

6．3 辅助材料消耗和生产效率

6．4 本章小结

结束语

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

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