加工微小型轴向沟槽铜管的多齿芯头齿形优化

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2011.08.001

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2011, Vol. 39 ›› Issue (8): 1-6.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2011.08.001

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加工微小型轴向沟槽铜管的多齿芯头齿形优化

李勇王修坤曾志新

华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2011-01-17 修回日期:2011-04-01 出版日期:2011-08-25 发布日期:2011-07-06
通信作者: 李勇(1974-) ，男，博士，副教授，主要从事微成形及面向节能与新能源的设计与制造技术研究． E-mail:meliyong@scut.edu.cn
作者简介:李勇(1974-) ，男，博士，副教授，主要从事微成形及面向节能与新能源的设计与制造技术研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 50705031， 50975096) ; 广东省自然科学基金资助项目( S2011010002225) ; 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( 2009ZM0096) ; 广东省重大科技专项项目( 2010A080802009)

Optimization of Tooth Shape of Multi-Tooth Mandrel for Machining Axially Inner Micro Groove Copper Tube

Li Yong Wang Xiu-kun Zeng Zhi-xin

School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2011-01-17 Revised:2011-04-01 Online:2011-08-25 Published:2011-07-06
Contact: 李勇(1974-) ，男，博士，副教授，主要从事微成形及面向节能与新能源的设计与制造技术研究． E-mail:meliyong@scut.edu.cn
About author:李勇(1974-) ，男，博士，副教授，主要从事微成形及面向节能与新能源的设计与制造技术研究．
Supported by:
国家自然科学基金资助项目( 50705031， 50975096) ; 广东省自然科学基金资助项目( S2011010002225) ; 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( 2009ZM0096) ; 广东省重大科技专项项目( 2010A080802009)

摘要/Abstract

摘要： 多齿芯头是制造微小型轴向内沟槽铜管( AIGCT) 的芯模，其齿的几何形状直接影响管内壁沟槽的成形质量及自身的寿命．文中根据单个齿成形区域的边界特征和AIGCT 成形时矩形齿横截面金相图上呈现的金属流动特点，将成形区域划分为刚性区Ⅰ、塑性变形区、刚性区Ⅱ以及两个被压实的死区; 使用上限法建立齿形成形的单位挤压力数学模型，并分析各参数对单位挤压力的影响机制，求解出金属最优流动方向的角度及其影响因素; 从而优化出多齿芯头的齿形参数．

关键词: 微小型轴向内沟槽铜管, 多齿芯头, 优化, 上限法

Abstract:

The multi-tooth mandrel is used to machine the axially inner micro-grooved Copper tube ( AIGCT) ,and the geometric shape of the teeth directly affects the forming quality and the tool life. In this paper,based on both the characteristics of metal flow,which is presented by using the metallographic images of the rectangle tooth cross-section during the forming of AIGCT,and the boundary features of the forming zone of a single tooth,the forming zone is divided into four parts: rigid zoneⅠ,plastic deformation zone,rigid zone Ⅱand two compacted dead zones. Then,a mathematical model of the unit extruding force is established for the forming of tooth shape by means of the upper bound method,the mechanism of the process parameters affecting the unit extruding force is then analyzed,and the angle of optimal metal flow direction and the factors to influence the optimization are thus
solved. Finally,the parameters of tooth shape of the multi-tooth mandrel are optimized.

Key words: axially inner micro-grooved copper tube, multi-tooth mandrel, optimization, upper bound method

李勇王修坤曾志新. 加工微小型轴向沟槽铜管的多齿芯头齿形优化[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2011, 39(8): 1-6.

Li Yong Wang Xiu-kun Zeng Zhi-xin. Optimization of Tooth Shape of Multi-Tooth Mandrel for Machining Axially Inner Micro Groove Copper Tube[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2011, 39(8): 1-6.

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加工微小型轴向沟槽铜管的多齿芯头齿形优化

Optimization of Tooth Shape of Multi-Tooth Mandrel for Machining Axially Inner Micro Groove Copper Tube

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