板料凸起成形的沖鍛復(fù)合塑性成形工藝及其機(jī)理研究.pdf

1、沖鍛復(fù)合塑性成形技術(shù)具有材料利用率高、生產(chǎn)效率高、零件尺寸精度高和綜合力學(xué)性能好等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于中小型制件的批量化生產(chǎn)中,并成為當(dāng)前塑性成形領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。凸起成形,作為箱體、腔體及殼體產(chǎn)品的小型化、輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),廣泛應(yīng)用于汽車、電子等行業(yè)中。本文以底部帶凸起結(jié)構(gòu)的筒形件為研究對象,基于沖鍛復(fù)合塑性成形技術(shù),采用理論力學(xué)分析、有限元數(shù)值模擬和工藝試驗(yàn)相結(jié)合的方法,對凸起成形的拉深-鐓擠沖鍛復(fù)合成形工藝及變形機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研

2、究。
　　首先介紹了凸起成形的拉深-鐓擠沖鍛復(fù)合塑性工藝過程及成形原理;基于Tresca屈服準(zhǔn)則,分析了凸起成形的傳統(tǒng)反擠壓法與本文提出來的拉深-鐓擠沖鍛復(fù)合成形法的異同,指出沖鍛復(fù)合工藝成形凸起結(jié)構(gòu)時(shí)成形載荷低。利用主應(yīng)力法,分析了凸起成形的拉深-鐓擠沖鍛復(fù)合工藝的三個(gè)主要變形區(qū)域的力學(xué)特征,重點(diǎn)研究了筒形件凸起底部材料的流動(dòng)規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了成形過程中凸起底部變形區(qū)存在一個(gè)分流界面,并基于塑性增量理論,指出凸起成形過程中底部材料分流

3、特征的本質(zhì)機(jī)理是分流面上任意質(zhì)點(diǎn)的應(yīng)變羅德參數(shù)為零。同時(shí),推導(dǎo)了分流面半徑的理論公式,提出了一個(gè)表征板料凸起成形能力的無量綱參數(shù)——凸起度。
　　利用 DEFORM-3D有限元軟件對凸起成形的反擠壓工藝及拉深-鐓擠沖鍛復(fù)合工藝過程進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,重點(diǎn)比較了兩種加工方法的加工載荷、分流面位置及凸起度的異同。模擬結(jié)果表明:當(dāng)成形同一凸起高度3mm時(shí),反擠壓加工載荷為沖鍛復(fù)合成形的三倍左右;反擠壓工藝隨著板料的變薄分流面位置出現(xiàn)外移