热管作为一种高效的相变传热元件,广泛应用于各个领域。铜管缩口是制造热管的重要工艺,缩口质量直接影响后续加工工艺,进而影响热管的传热性能。本文以TU2薄壁铜管为研究对象,通过理论分析、数值仿真和实验测试的方法,研究薄壁铜管旋锻缩口的成形过程及工艺参数对缩口质量的影响规律。文章介绍了热管的制作过程和缩口要求,分析了几种常用的缩口工艺及其特点,选择无芯旋锻方法作为薄壁铜管的缩口工艺;阐述了旋锻缩口的工作原理;得出了主轴转速n、滚柱半径r、锤头圆弧半径Rh、环套内径R与锻打频率??、锻打行程δ的关系式;分析了锻打时薄壁铜管的受力情况和金属流动情况,并对锻模形状进行了优化。采用MSC.Marc软件建立薄壁铜管旋锻缩口的有限元模型,模拟缩口成形过程,采用单因素法分别分析不同工艺参数下薄壁铜管的应力应变分布情况。应用触摸屏、PLC等技术,设计了伺服型自动缩口机,对该设备的关键部件进行选型和校核,设计了主电路、控制电路和气动回路,编写了触摸屏界面和PLC控制程序,并完成设备的组装和调试。在研制好的缩管设备上,采用单因素试验分别分析不同工艺参数,包括工进速度、锻模角度、缩口系数、锻模数量、锤头圆弧半径和锻模边形状进行锻打时,薄壁铜管的缩口质量。结果表明:其他因素不变的情况下,增大工进速度,铜管的伸长率降低;增大锻模角度,铜管的生产效率和伸长率降低;减小缩口系数,铜管的生产效率降低,伸长率增大;对比圆弧半径为R27和R21的锤头,采用R27锤头锻打时,铜管的生产效率和伸长率更低;对比三瓣锻模和四瓣锻模,采用三瓣锻模锻打时,铜管的生产效率和伸长率更低;过渡边锻模的缩口质量优于锐边锻模。采用金相分析及显微硬度测试技术研究了旋锻缩口处铜管的晶粒变化情况及硬度变化情况,并分析了工进速度、缩口系数与缩口精度之间的关系。本文研究为选择合理的工艺参数,提高生产效率提供了有效的参考意义。