文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
基于CAE的拉链链牙轧制孔型设计优化方法的研究
姓名:孙一鹏
申请学位级别:硕士
专业:材料工程
指导教师:王耕耘
2011-05-28
华中科技大学硕士学位论文
摘要
中国是世界第一大拉链生产国,然而中国的拉链制造企业并不能完全掌握行业
的核心技术,许多重要的生产设备都要依靠进口,无法自行完成技术革新和换代,
薄弱的技术力量严重制约了中国的企业发展和壮大。
本课题来自企业合作项目,针对作为高档金属拉链制造工艺关键技术之一的链
牙毛坯轧制孔型设计展开研究,引入有限元模拟技术,改变仅仅依靠经验设计的行
业现状,同时也为复杂断面轧辊孔型设计提供了新思路,以期能够抛砖引玉。
本文以拉链链牙毛坯生产过程作为研究对象,基于 DEFORM 有限元分析软件对
铜线冷轧制工艺过程进行了数值模拟,并利用模拟结果优化轧辊孔型设计方案,减
少生产过程中所需要的轧制道次数目,降低成本,提高了总的生产效率。此外,本
文利用自制模具对轧辊孔型优化设计方案进行了实验验证。
本文采用刚塑性有限元法模拟复杂断面 H80 黄铜合金七道冷轧工艺过程,并讨
论了相关工艺参数对毛坯横截面尺寸的影响,同时利用毛坯强迫咬合获得的质点速
度场模拟结果提出了轧辊孔型优化方案,解决原方案铜线加工硬化过高的问题,并
减少轧制道次至五道,同时降低了轧辊载荷。
为检验轧辊孔型优化设计的结果正确与否,本课题自行设计并制造了一套可拆卸
凹模、凸模的正挤压模具,代替实际制造轧辊,大大降低了孔型设计成本,提高了
设计效率。

关键词:冷轧、复杂断面、孔型设计、刚塑性有限元法、速度场
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
China is the largest zipper producer in the world, however, Chinese zipper
manufacturers can not fully grasp the core technology of this industry. A lot of important
production equipment must rely on imports. And most of them can plete
technological innovation by themselves. The key technology lacking severely has
constrained the development and expansion of Chinese enterprises.
This es from the cooperation of enterprise and our State Key Lab of
Materials Processing and Die & Mould Technology HUST. It aims at solving the problem
of rolling pass design which is the key technology of the high-end metal zipper
manufacturing process. We not only use finite element analysis instead of relying solely
on experience, but also provide a new idea to design plex surface roll pass.
In this paper, we make the production process of zipper tooth rough as the research
object and simulate the copper cold rolling process by DEFORM finite element software.
We optimize roll pass design with the simulation results, reduce the number of rolling and
improve overall production efficiency. In addition, we test the program of optimal design
rolling pass by self-made extrusion dies.
After simulating the cold rolling p