臺灣博碩士論文加值系統

本研究首次直接利用管材熱間成形SUS304不銹鋼壓力容器，不採用直接引伸成形及多道次縮口成行之傳統製程，考慮上模具旋轉與否，分別探討有無旋轉成形之差異性，壓力容器製程可分多道次成形:封口成形、底座成形及縮口成形，可在封口成形及縮口成形之上模具施加旋轉角速度使其鍛造負荷降低及管材厚度均勻，本研究利用DEFORM-3D有限元素商用軟體，假設在定剪摩擦下進行模擬分析，並搭配田口方法L9(34)直交表，分別考慮4種控制因子及3水準數進行旋轉封口及旋轉縮口之最佳化分析，以求得鍛造負荷及厚度最小之影響因子排序及最佳參數組合，旋轉封口成形最佳化之控制因子如模具內斜角(α)、摩擦因子(m)、上模具進給速度(V)及旋轉角速度(ω)，而旋轉縮口成形最佳化之控制因子則為模具內圓角(r)、摩擦因子(m)、上模具進給速度(V)及旋轉角速度(ω)，考慮不同水準數以探討旋轉封口及縮口成形特性之影響，另外使用DEFORM-3D之Dies Stress Analysis進行模具應力分析，作為模具設計之參考依據，同時使用Autodesk Inventor 3D繪圖軟體建構與設計壓力容器旋轉成形機台，並將繪成之零件加以組裝，展示旋轉縮口成形之製程動態模擬，此旋轉成形為一創新成形技術。

This is the first direct use of heat pipe forming between SUS304 stainless steel pressure vessels, not by direct extension forming and multi-pass the traditional trip necking process, consider rotating the mold on it or not, respectively, explore the shape of the rotation difference, pressure vessels, process can be divided into multi-pass forming: forming sealing, forming and necking forming the base can be formed and sealed upon the mold forming necking angular velocity applied to reduce the forging load and the pipe thickness, this study, DEFORM-3D finite element commercial software, assuming that the next scheduled cut friction simulation analysis and Taguchi method with the L9 (34) orthogonal array, respectively, consider the four control factors and three levels of rotation number of rotary seal and the best analysis of necking in order to obtain forged load and minimum thickness of the impact factor and the best parameter combination sorting, optimization of the rotating seal forming mold control factors such as the angle (α), the friction factor (m), mold on the feed rate (V) and the angular velocity ( ω), while the optimal rotation of necking forming mold control factor was rounded (r), the friction factor (m), mold on the feed rate (V) and the angular velocity (ω), consider the number of different levels to of rotating seal and the effect of necking forming characteristics, in addition to using the DEFORM-3D's Dies Stress Analysis Stress Analysis of mold, mold design as reference, using Autodesk Inventor 3D graphics software construction and design of pressure vessels, rotary forming machine, and The parts will be coming up assembly, showing the shape of the spin necking process dynamic simulation, this rotation is forming an innovative forming technology.

摘要 i
Abstract………………………………………………………………………………….ii
目錄 iii
圖目錄 v
表目錄 ix
符號說明 x
第一章 緒論
1-1 前言
1-2 縮口成形理論
1-3 塑性加工解析方法
1-4 文獻回顧
1-5 研究動機與目的
1-6 論文架構
第二章 SUS304不鏽鋼壓力容器旋轉成形有限元素模擬
2-1 FEM有限元素分析軟體簡介
2-1-2 DEFORM之分析模組…………………………………………………
2-1-3 DEFORM之材料模組…………………………………………………
2-1-4 磨擦條件………………………………………………………………
2-2 熱間鍛造成形加工概要
2-2-1 熱間鍛造成形之優缺點……………………………………………
2-2-2 鍛造成形之潤滑劑…………………………………………………
2-3 熱間鍛造模具常見之失效模式
2-3-1 磨耗
2-3-2 熱疲勞龜裂
2-3-3 機械性破壞
2-3-4 塑性變形
2-3-5熱間鍛造之熱傳特性
2-4 SUS304不鏽鋼壓力容器無旋轉成形分析
2-4-1第1道次封口成形模擬分析
2-4-2 第2道次底座成形模擬分析
2-4-3 第3道次縮口成形模擬分析
2-5 SUS304不鏽鋼壓力容器旋轉成形分析
2-5-1 第1道次旋轉封口成形模擬分析
2-5-2 第2道次底座成形模擬分析
2-5-3 第3道次旋轉縮口成形模擬分析
2-6 結語
第三章 SUS304不鏽鋼壓力容器旋轉成形最佳化之有限元素模擬分析
3-1 前言
3-2 田口品質設計方法
3-3 第1道次旋轉封口成形模擬分析
3-4 第3道次旋轉縮口成形模擬分析
3-5 結語
第四章 SUS304不鏽鋼壓力容器旋轉成形製程動態模擬
4-1 前言
4-1 Inventor簡介
4-2 第1道次旋轉封口成形製程動態模擬
4-3 第2道次底座成形製程動態模擬
4-4 第3道次旋轉縮口成形製程動態模擬
4-5 總組合旋轉成形製程動態模擬
第五章 結論與建議
5-1 結論
5-2 建議
參考文獻
附錄 會議論文
作者簡介

[1]維基百科http://www.zh.wikipedia.tw/。
[2]中華民國工業氣體協會 http://www.igaroc.org.tw/techniquedata.htm.
[3]林昇立、向四海，塑性加工學，高立出版社，pp.376-379，台北。
[4]蔡東霖，2008，”圓柱旋轉壓縮成形之研究”，國立屏東科技大學機械工程系碩士所，碩士論文。
[5]鄧香菱、林品瑩，2009，” 已結合雙層複合圓環旋轉壓縮成形之分析”，明新科技大學機械工程系，專題論文。
[6]張永昇，2010，” 已結合三層複合圓柱旋轉鍛造成形技術之研究”，國立屏東科技大學機械工程系碩士所，碩士論文。
[7]林恆勝、蔡岳洋、林佳榮、陳儀峰，2010，”高壓氣瓶縮口沖壓模具之改善”，2010精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2010，pp.C59-1~C59-5。
[8]陳政順、許正杰、毆仁信，2010，”薄殼鋁合金管件縮頸旋壓製程分析”，2010精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2010，H03-1~H03-8。
[9]林恆勝、林均治，2010，”醫療導線微旋鍛成形之有限元素分析”，2010精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2010，C23-01~C23-07。
[10]盧永華、李經綸、黃偉澤，2010，”管縮口製程之管縮口率與應變率之研究”，2010精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2010，C07-01~C07-07。
[11]潘旭元，2001，”流旋型加工之有限元素模擬研究”，國立交通大學機械工程系碩士所，碩士論文。
[12]陳政順、胡惠國、歐仁信，2011，” D6AC超高強度低合金鋼旋壓成型性之模擬分析”，2011精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2011，D024-01~D024-07。
[13]黃偉澤、李經綸、盧永華，2011，”偏心管縮口製程之管端外型與厚度之研究”，2011精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2011，D017-01~D017-07。
[14]許源泉、吳維倫，2010，”傘齒輪差溫擺輾熱鍛之塑性成形分析”，2010精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2010，C25-01~C25-08。
[15]林文樹，2002，”AZ91D壓鑄鎂合金熱間鍛造性及手機外殼混合成形之應用研究”，國立成功大學材料科學及工程系碩士所，碩士論文。
[16]于振華，2002，” 熱效應於擠製製程中對潤滑劑的影響”，元智大學管理學系碩士班，碩士論文。
[17]陳怡安，2002，” 數值模擬於溫鍛模具磨耗分析之應用”，國立成功大學機械工程系碩士所，碩士論文。
[18]許源泉、劉政優，2010，” 厚板差溫引伸製程參數之影響分析”，2010精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2010，C28-01~C28~06。
[19]鄒國益、夏紹毅、林篁，2010，”肩形螺帽熱鍛成形有限元素分析”，2010精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2010，E09-01~E09-010。
[20]林盛勇、施志承、廖紘毅，2010，” 彎管鼓脹新式複合加工成形法之探討”，2010精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2010，C17-01~C17-08。
[21]黃永茂、林昱宏、黃玉麟，2010，”無穿心小半徑拉彎成形之有限元素分析”，2010精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2010，C14-01~C14-07。
[22]許源泉、林恆勝、余尚翰、吳柏賢，2010，” 空心管材電氣鍛粗之溫度分佈與凸脹變形分析”，2010精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2010，C24-01~C24-06。
[23]黃建成，2002，”管材液壓鼓脹成形之力學解析”，國立中山大學機械與機電工程系碩士所，碩士論文。
[24]江卓培、吳宜勳、蔡承翰、陳右育，2009，”晶粒尺寸效應對不鏽鋼微管件擴孔極限影響之研究”，中國機械工程學會第二十六屆全國學術研討會論文集，D01-43。
[25]葉坤豪，2000，” 壓力容器與引流管接合處之有限元素分析”，國立中央大學機械工程系碩士所，碩士論文。
[26]鄭博仁，2004，”成形波紋管之應力分析”，國立成功大學機械工程系碩士所，碩士論文。
[27]陳聰嘉、莊復凱，2009，” 不鏽鋼漸縮軸管沖壓成形之分析”，中國機械工程學會第二十六屆全國學術研討會論文集。
[28]蕭棓元，2001，” 管液壓成形負載條件之最佳化研究”，國立中興大學機械工程系碩士所，碩士論文。
[29]許源泉、吳伯賢，2011，” 金屬管材之差溫電氣擴口成形模擬分析”，2010精密機械與製造科技研討會論文集-PMMT2011，D022-01~D022-06。
[30]陳狄成，2002，” 應用有限元素法於缺陷板材壓延加工之解析”，國立中山大學機械工程系博士所，博士論文。
[31]林篁，2010，” 肩形螺帽熱間鍛造成形之研究”，高院科技大學機械與自動化工程系碩士所，碩士論文。
[32]黃柏堯，2006，”鎂合金鍛造成形性之研究”， 國立台灣科技大學機械工程系碩士所，碩士論文。
[33]中華民國鍛造協會編審委員會，1997，”鍛造技術手冊”。
[34]許源泉，1990，”鍛造學理論與實習”，三民書局。
[35]李冠宗，1991，”潤滑學”，高立圖書有限公司。
[36]周金龍，2005，”熱鍛模具磨損分析與鍛造參數設計最佳化研究”， 國立成功大學機械工程系博士所，博士論文。
[37]T.S. Kwak, Y.J. Kim, W.B. Bae, 2002，“Finite Element Analysis on the Effect of Die Clearance on Shear Planes in Fine2002 Blanking,” Journal of Materials Processing Technology Vol. 130-131, pp. 462-468.
[38]許源泉、宋紹瑩，2006，胚料熱傳特性對擠伸模具磨耗的影響分析及預測，國立虎尾科大學學報，第25卷第4期，第27-34頁。