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带凸台板件的精冲—挤压复合成形工艺研究

带凸台板件的精冲—挤压复合成形工艺研究

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作者：公冶凡娇重庆理工大学

学位级别：硕士

精冲工艺具有尺寸精度高、冲裁面质量好、成本低(一定批量下)等优点,广泛用于板状精密轮廓零件(平板类)的加工。近年来,精冲与挤压成形复合,开始用于加工带凸台的三维精冲件。目前,在以板料挤压为主的精冲-挤压复合工艺方面,还缺乏相关... 详细信息

精冲工艺具有尺寸精度高、冲裁面质量好、成本低(一定批量下)等优点,广泛用于板状精密轮廓零件(平板类)的加工。近年来,精冲与挤压成形复合,开始用于加工带凸台的三维精冲件。目前,在以板料挤压为主的精冲-挤压复合工艺方面,还缺乏相关系统性的深入研究,本文拟通过带凸台板件的精冲-挤压复合成形机理、工艺和缺陷问题的研究,为精冲-挤压复合成形工艺的实际应用奠定基础。本文从精冲-挤压复合成形工艺的特点入手,对板料挤压凸台的精冲复合工艺进行了分类;建立了带凸台板件的精冲-挤压复合成形有限元模型,利用DEFORM-3D有限元软件对成形过程进行了模拟。通过对成形过程中等效应力、应变分布和金属流动状态的分析,证明了利用板件挤压凸台成形研究代替精冲-挤压复合成形中的挤压区域成形研究的可行性,并通过对板件挤压凸台成形的模拟,得出了带凸台板件的精冲-挤压复合成形中挤压区域的应力应变分布和材料流动规律。对板件挤压成形圆柱凸台过程进行了分析,利用主应力法建立了带凸台板件的凸台成形力公式,设计了板件挤压凸台成形模具,制定了实验方案,并在315T精冲液压机上进行了物理实验,得到了实验试件和载荷-行程数据。实验试件可以被用来直观的分析板件挤压凸台的成形缺陷,而载荷-行程数据可以验证板件挤压凸台成形力公式的准确性。对板件挤压凸台过程中可能的成形缺陷进行了分析,利用数值模拟分析了各类缺陷产生的原因,针对各种缺陷提出了相应的控制措施。最后,用有限元模拟和正交试验法相结合,分析了工艺参数对凸台成形极限的影响因素,得到了正交实验选取参数中的最优组合;并得到了热轧10钢、Q235B、退火45钢三种不同塑性的典型精冲材料在不同挤压比和挤压深度下的凸台极限相对高度关系图,为精冲-挤压工艺设计时凸台成形极限的选取提供了依据。提出了三种可得到更大凸台高度的板件挤压模具结构。以上对带凸台板件的复合精冲工艺的各项研究成果,对三维精密轮廓零件的精冲生产具有现实参考及指导价值。

关键词：精冲-挤压复合成形缺陷成形力凸台成形极限成形工艺

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