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研究生:謝香欣
研究生(外文):Hsiang-hsin Hsieh
論文名稱:鎂合金薄板攻牙之研究
論文名稱(外文):A Study on Thread Forming for Magnesium Alloy Sheet Metal
指導教授:林栢村林栢村引用關係
指導教授(外文):Bor-tsuen Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄第一科技大學
系所名稱:機械與自動化工程所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:鎂合金攻牙孔凸緣有限元素分析
外文關鍵詞:finite element methodflangetappingmagnesium alloy
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一般在液晶面板之外框架結構利用孔攻牙以螺絲及攻牙孔直接鎖付連接,但其結構件材料本身必須具備足夠的厚度及強度,以具有足夠螺紋數及避免螺紋鎖緊施力受損。
孔凸緣在板金成形加工是重要的過程之一,主要目的作為連接或攻牙後組裝之用途。
本研究利用有限元素套裝軟體-DEFORM 3D進行孔凸緣成形模擬及攻牙成形模擬,針對此製程中之參數,利用有限元素套裝軟體-DEFORM 3D進行製程模擬,探討各參數對製程的影響,同時設計並製作實驗模具,驗證分析結果的準確度。
本文歸納影響製程參數主要包含成形溫度、胚料孔徑、凸緣成形沖頭尺寸。並以M1、M2、M3攻牙刀探討各參數。由分析結果得知其中鎂合金在100℃成形性差導致成品破裂,以成形溫度200℃為最佳工作溫度。孔凸緣成形高度亦隨成形沖頭直徑增加而遞增;攻牙成形之牙形亦隨胚料孔徑小而有較好的牙高。
Generally, the LCD panels to use a tapping of bore and the screw with bore to connect directly, but the material of structure must have enough thickness and strength, and have enough the number of screw and to avert the screw damaged when locked.
The flange is the one of important process in sheet metal forming, and the main purpose of use as a connected and assembled after tapping.
This study to achieve the forming simulation of flanging and tapping used the software of finite element method as DEFORM 3D. Using the DEFORM 3D to simulate with the parameter in the process, and to study the effect of process on each parameter. And design and manufacture the experimenting die to verify the accuracy of simulation.
This article summarized the main parameters affect the process includes forming temperature, bore diameter of blank, flange forming, punch size. To M1, M2, M3 tap to explore the parameters. By the analysis result knew that the magnesium alloy is not good in 100℃ the forming causes the end product destruction. Forming temperature to 200℃ for the best working temperature. The holes flange forming highly also increases along with the forming punch diameter increases. When forming tapping billet have smaller diameter with better pitch.
摘要 I
目 錄 IV
表 目 錄 VII
圖 目 錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機與目的 3
1.3文獻回顧 4
1.4研究方法 6
1.4.1 拉伸試驗 6
1.4.2 鎂合金薄板攻牙之有限元素分析 7
1.4.3 模具設計與實驗 7
1.4.4 結果與討論 7
1.5 本文架構 9
第二章 基礎理論 10
2.1沖剪加工 11
2.1.1沖剪加工的變形過程 12
2.1.2.影響沖剪斷面之因素 14
2.2.1凸緣成形加工 16
2.2.2孔凸緣之成形極限 17
2.2.3影響孔凸緣成形的加工界限因素 18
2.3攻牙加工 19
2.3.1無屑擠製螺紋 19
2.4 拉伸試驗 20
2.4.1拉伸試片 20
2.4.2應力-應變曲線 24
2.5 材料破壞準則 25
2.5.1材料破壞 25
2.5.2臨界破壞值C 26
第三章 鎂合金薄板攻牙之有限元素分析 28
3.1 DEFORM 3D軟體簡介 28
3.2 DEFORM 3D成形分析流程 29
3.2.1幾何模型建構 30
3.2.2模擬條件設定 31
3.2.3物件網格細化 32
3.2.4材料性質設定 33
3.2.5定義物件間從屬關係 33
3.2.6定義物件作動 34
3.2.7運算求解 35
第四章 鎂合金薄板攻牙模具設計與量測 36
4.1模具設計 36
4.2實驗流程 39
4.3實驗結果量測 46
4.3.1分厘卡 46
4.3.2工具顯微鏡 47
第五章 結果與討論 49
5.1分析結果與實驗結果之比對 49
5.1.1孔凸緣成形之模擬與實驗結果 49
5.1.2孔凸緣成形 52
5.1.3攻牙成形 53
5.2 孔凸緣成形之模擬結果與探討 54
5.2.1不同成形溫度之模擬結果 54
5.2.2不同成形溫度之材料破壞模擬及探討 57
5.2.3不同成形沖頭直徑之孔凸緣高度比較 61
5.3 攻牙成形之模擬結果 64
5.3.1不同成形溫度對牙高之影響 64
5.3.2不同胚料孔徑對牙高之影響 66
5.3.3凸緣孔徑與牙壁厚度之影響 68
第六章 結論與建議 69
6.1結論 69
6.2未來方向與建議 71
參考文獻 72
附錄 74
附錄A 74
附錄B 75
附錄C 76
附錄D 77
附錄E 78
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