彈簧數(shù)控卷繞成形與回彈數(shù)值分析

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1、分類號UDC密級編號碩士學(xué)位論文彈簧數(shù)控卷繞成形及回彈數(shù)值分析NumericalanalysisofspringCNCcoilingformingandspringback學(xué)位申請人：王文騫指導(dǎo)教師：庫祥臣副教授一級學(xué)科：機(jī)械工程二級學(xué)科：機(jī)械電子工程學(xué)位類別：工學(xué)碩士2015年05月萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，文中除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得河南科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的其他學(xué)位或證書而使用過的材料。

2、與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名：日期：關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解河南科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校擁有對所有學(xué)位論文的復(fù)制權(quán)、傳播權(quán)、匯編權(quán)及其它使用權(quán)（特殊情況需要保密的論文應(yīng)提前說明，但在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）。需要保密的論文請?zhí)顚懀罕緦W(xué)位論文在年月至年月期間需要保密，解密后適用本授權(quán)書。（需要保密的學(xué)位論文無須向圖書館提供論文的電子文檔）研究生簽名：導(dǎo)師簽名：日期：萬方數(shù)據(jù)摘要摘要由于數(shù)控卷簧機(jī)擁有更高的生產(chǎn)效率和自動化程度，且能方便地卷制出形

3、狀復(fù)雜的異形彈簧，因此，在國內(nèi)主要彈簧制造企業(yè)中已逐漸得到了廣泛應(yīng)用。但是由于彈簧數(shù)控卷繞過程中工藝參數(shù)、模具參數(shù)、材料特性等各種因素相互影響，彈簧實際加工時，針對不同型號規(guī)格的彈簧需要通過大量試驗，不斷試模修模才能確定加工工藝。大大增加了彈簧生產(chǎn)成本，降低了彈簧生產(chǎn)效率，而且最終的成形幾何精度也無法保證。同時，由于滾輪壓入量過大或過小，經(jīng)常會造成鋼絲壓扁、伸出長度不足、成形速度波動過大等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了彈簧的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。因此，通過有限元軟件采用數(shù)值分析的方法研究彈簧的彈塑性彎曲成形過程，分析工藝及模具參數(shù)對彈簧成形及回彈的影

4、響規(guī)律，是提高彈簧成形質(zhì)量，實現(xiàn)彈簧數(shù)控卷繞成形技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。針對上述問題，本文根據(jù)彈簧數(shù)控卷繞成形的特點，通過對鋼絲的變形過程進(jìn)行運(yùn)動和力學(xué)分析，建立了彈簧空間彎曲成形數(shù)學(xué)模型，基于此數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了鋼絲彎曲半徑、送線速度、滾輪與頂簧桿的空間安裝角度等參數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，給出了彈簧成形過程中送線滾輪壓入量和鋼絲牽引力動態(tài)控制的理論模型，為提高彈簧成形質(zhì)量提供了新的控制方法。然后基于彈塑性有限元顯式動態(tài)和隱式靜態(tài)分析方法，以有限元軟件ANSYS/LS-DYNA為分析工具，建立了彈簧數(shù)控卷繞成形有限元分析模型，對彈簧數(shù)控卷繞成

5、形及回彈過程進(jìn)行了數(shù)值模擬?；谟邢拊M結(jié)果，分析了不同工藝參數(shù)下彈簧成形過程中單元應(yīng)力和卸載后單元節(jié)點回彈位移隨時間變化規(guī)律，最后利用ActiveX自動化技術(shù)，通過LabVIEW軟件和PMAC運(yùn)動控制器，對數(shù)控卷簧機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，利用改進(jìn)后的系統(tǒng)，進(jìn)行了彈簧的加工試驗，進(jìn)一步研究了不同工藝參數(shù)對彈簧成形后軸向和徑向的回彈規(guī)律，證明了有限元模擬方法的有效性。本文通過對鋼絲變形過程進(jìn)行運(yùn)動和力學(xué)分析為進(jìn)一步研究彈簧數(shù)控成形理論提供了重要借鑒，同時，通過有限元模擬及試驗得到的不同工藝參數(shù)對彈簧成形及回彈的影響規(guī)律，對提高彈簧加

6、工精度和成形質(zhì)量具有一定指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：數(shù)控卷簧機(jī)；彎曲成形；回彈；受力分析；有限元數(shù)值模擬論文類型：應(yīng)用研究選題來源：其他I萬方數(shù)據(jù)摘要II萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTABSTRACTDuetotheCNCspringcoilingmachinehashigherproductionefficiencyandthedegreeofautomation,moreover,itcanberolledoutthespecial-shapedspringseasily.therefore,ithasbeenappliedwidelyinm

7、ainspringmanufacturingenterprisesindomestic.Butbecausethevariousfactorssuchasmodelparameters,technologyparametersandmaterialpropertiesinfluenceeachotherintheprocessofCNCspringcoiling,italsoneedsalotofprevioustestworkfordifferentspringintheactualproductiontodeterminepr

8、ocessingtechnology.Itnotonlyprolongstheproductioncycleandincreasestheproductioncost,butalsoisdifficulttoguaranteetheformingq