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本文综合多齿刀具挤压-犁削工艺和旋压成形工艺的优点,提出采用多齿刀具的旋压成形工艺在纯铜管内壁加工微沟槽(具有塑性变形特征)。在加工过程中发现,当滚珠与刀具之间位置d不同、当量直径Ф不同、加工速度V不同时,采用同一刀具能在铜管内壁加工出深浅不一的微沟槽,这种结构会极大影响毛细力。由于内壁微沟槽结构在合理的参数范围内能一次成形,材料利用率高,极大提高生产效率。
主要研究内容如下:
1.设计、加工多齿刀具和旋压成形设备,搭建实验平台。不断调整刀具和滚珠之间的距离、当量直径、轴向加工速度三个加工参数值加工样品。
2.将加工后的样品编号、取样、打磨、清洗、烘干,通过扫描电镜观察在不同的加工参数下得到的样品的内表面形貌,测量表征形貌的各个物理量的值。
3.找出各加工参数所对应的样品的特征,分析滚珠的当量直径、滚珠与刀具之间的相对位置、以及加工速度对微沟槽成形规律的影响。实验发现,当固定加工速度后,对于同一把刀具,一定的当量直径对应一定可行范围的相对位置,一定的相对位置对应一定范围的当量直径;选择合理的参数可保证沟槽加工的连续性,并获得相对最深的、深宽比最大的微沟槽。
4.选取深宽比由小到大逐渐变化的四根样品,考察宽深比和毛细力的关系;借助微热管毛细吸液实验,考察液体达到相同高度液面所用的时间,来找出微沟槽深宽比和毛细力的对应关系。