管螺纹滚压装置的设计 - 图文(5)

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表3.1 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸表

需加工表面（mm） 工序尺寸(mm) 毛坯尺寸公差(mm) ±3 ±3 ±2 机械加工总余量(mm) 5 2.7 1.3 5 3.4 0.6 2 0.6 2 0.6 0.4 0.4 8x9.4 15 0.85 0.15 3.9 0.1 31 3 3 毛坯尺寸(mm) Φ269 Φ173 33 粗车φ260外圆 Φ269 半精车φ260外圆 Φ264 精车φ260外圆 Φ261.3 粗车Φ182内圆 Φ173 半精车Φ182内圆 磨Φ182内圆 粗车A端面 半精车A端面 粗车B端面 半精车B端面 磨A端面 磨B端面 车8x9.4槽； 钻6xφ16通孔的中心孔 钻6Xφ16通孔 扩6Xφ16通孔 精绞6Xφ16通孔 钻4Xφ4通孔 Φ178 Φ181.4 33 31 30.4 28.4 27.8 27.4 0 Φ0 Φ0 Φ15 Φ15.85 Φ0 精绞4Xφ4通孔 Φ3.9 铣R15.5孔 扩铣R17孔 扩铣R17半孔 Φ0 Φ31 Φ31

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钻φ6.9孔 攻M8螺纹孔 钻φ4.9孔 攻M6螺纹孔 Φ0 Φ6.9 Φ0 Φ4.9 6.9 1.1 4.9 1.1 3.3 加工设备与工艺装备选择

3.3.1选择机床

工序中粗车，半精车φ260mm外圆；粗车、半精车φ182mm内圆，粗车、半精车A面；粗车、半精车B面，车8x9.4槽；精车φ260mm外圆选择CA6140车床加工。

工序中钻中心孔、钻、扩、精绞6Xφ16mm通孔；钻、精绞4Xφ4mm通孔；攻M8mm螺纹孔；攻M6mm螺纹孔选择ZW3725钻床加工。

工序中铣R15.5mm孔，扩铣R17mm孔选择XH714铣床加工。 工序中磨A面，磨B面选择M7132H平面磨床加工。 工序中磨φ182mm内圆选择M215A内圆磨床加工。 3.3.2选择夹具

工序中粗车，半精车φ260mm外圆；粗车、半精车φ182mm内圆，粗车、半精车A面；粗车、半精车B面，车8x9.4槽；精车φ260mm外圆选择CA6140车床上的三爪卡盘即可。

工序中钻中心孔、钻、扩、精绞6Xφ16mm通孔；钻、精绞4Xφ4mm通孔；铣R15.5mm孔，扩铣R17mm孔需要制作卧式钻床专用夹具，以内圆与端面定位确定五个自由度，再用一个菱形销定位一个16mm通孔，端面夹紧。

工序中攻M8mm螺纹孔；攻M6mm螺纹孔需要制作立式钻床专用夹具，以内圆与端面定位确定五个自由度，再用一个菱形销定位一个16mm通孔，端面夹紧。

第4章 运动机构的仿真与分析

DEFORM是对在一个集成环境内综合建模、成型、热传导和成型设备特性，并基

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于工艺的模拟系统的有限元模拟仿真分析软件。它专门用于各种金属成型工艺和热处理工艺的模拟仿真分析，可模拟自由锻、模锻、挤压、拉拔、轧制、摆辗、辗锻等多种塑性成型工艺过程，包括冷、温、热塑性成形问题、多工序塑性成形问题、磨具应力和弹性变形及破损的模拟分析。可提供极有价值的工艺分析数据。

DEFORM仿真分析过程如下：

在solidworks中构建轧件与轧辊的装配图，导出STL格式，再导入DEFORM。 轧件尺寸为外圆φ112.5mm，内圆为φ100.54mm，长100mm。 轧辊尺寸为外圆φ70mm，内圆为φ44mm，长60mm。

轧件类型选为塑性，温度为68F，划分网格为10800，材料选为45钢。 轧辊类型选为刚性，温度为68F，定义驱动条件角速度为6.33rad/sec，中心轴为轧辊中心，平移速度为0.05in/sec，方向为各自指向轧件中心。

设置边界条件为轧件与轧辊的各自接触点，摩擦因数设为f=0.2,接受系统默认接触容差值。

设置模拟控制信息步数为500，每步时间间隔为0.1s,开始步为-1。 生成数据库文件gy6.DB, 并分析求解。 DEFORM仿真分析结果如下：

此次设计是常温下轧制塑性成型工艺过程的模拟仿真分析，分析其受力变形及破损情况。模型构建如图4.1所示。

图4.1 仿真模型

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弹性变形阶段如图4.2所示。

图4.2 弹性变形阶段

塑性变形阶段如图4.3所示。

图4.3 塑性变形阶段

损坏随时间的变化情况如图4.4所示。图形显示了管螺纹分别经过了弹性变形和塑性变形两个阶段。前面的图形显示管螺纹均未开裂或破损，达到了设计的目的。

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图4.4 损坏

应变随时间的变化情况如图4.5所示。图形符合45钢的力学性能，屈服强度为355MPa,抗拉强度为600MPa。

10?0.05?25.4?12.7mm ?6.88mm(管壁厚度) (4.1) 所以可以保证加工各深度螺纹，工件都在45钢的弹性变形范围内，达到设计的目的。

图4.5 应变

仿真过程中的金属流动情况如图4.6所示。图中金属都向切线方向流动，与轧辊的运动方向吻合。

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