一种变截面弯头瓦冲压成形工艺初步研究

发布时间：2017-03-26 01:08

  本文关键词：一种变截面弯头瓦冲压成形工艺初步研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：用于某高档汽车排气系统的变截面弯头瓦形状较特殊,常用冲压成形工艺难以直接成形。本文首先搜集了近似形状工件的成形案例,并将其归纳为整体式成形和非整体式成形。该变截面弯头结构复杂,考虑到不能依据现有手册资料对其成形难度做出判断,以及本文研究时间较短等原因,对目标工件形状进行了一定简化。针对工件水平投影为L状的结构特点,本文提出了单件成形、两件对接组合为S状(有圆弧轮廓对接和椭圆弧轮廓对接两种)成形、四件组合为O状成形三种方案。建立了相应的模拟实验用模具的数值模型,利用Dynaform软件分别进行了数值模拟研究,并比较了三种方案的优缺点和易出现的成形缺陷。(1)单件成形模具简单可靠,但弯头瓦内侧拐角处易因应力集中而出现破裂;(2)两件对接组合成形模具受力平衡,但半圆弧轮廓端对接组合时对接处易出现拉裂现象;(3)四件组合成形效率高,但在各相接处均易出现起皱现象。对于出现的问题,分别从下料、模具结构、工艺参数和工艺流程四个方面得出三种方案的改进方法。为防止坯料横向窜动,在实际生产中可增设托料器结构。研究过程中发现,变截面弯头瓦的四个特征尺寸对弯头瓦成形难易有影响,对此采用正交实验法进行研究。以弯角度数β、弯度半径R、椭圆弧端深度H、椭圆弧端宽度B为自变量,每个因素设置三个变量,设计9组正交实验组进行一步成形数值模拟实验。采用厚度变化率Ψ、弯头瓦半圆弧截面端内侧料的Qg缩偏移量△的大小作为衡量成形难易的根据,经过极差分析得到影响厚度变化率Ψ的四个因素的主次顺序为:βHRB,影响弯头瓦圆弧轮廓端内侧料的Qg缩偏移量△的四个因素的主次顺序为:βHBR。综合四组数据得影响弯头瓦成形难易的主次顺序为βHRB。三种方案均可行,各有优缺点。四个特征因素对成形性能均有影响,故变截面弯头瓦的成形系数由多个特征因素决定,不能像拉深、翻边那样得出。
【关键词】：变截面弯头瓦 冲压成形 正交法 数值模拟
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.134.4;TG386
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.0 冲压简述8
• 1.1 弯头及变截面弯头瓦8-10
• 1.2 课题来源及研究意义10-11
• 1.3 变截面弯头瓦冲压工艺性分析11-12
• 1.4 研究内容和方法12-13
• 1.4.1 研究内容12
• 1.4.2 研究思路及方法12-13
• 1.5 板料成形研究理论13-16
• 1.5.1 弹塑性理论14
• 1.5.2 屈服和失稳14-16
• 第2章 弯头及类弯头件成形相关研究16-28
• 2.1 整体式弯头成形16-19
• 2.1.1 冷推弯成形16-17
• 2.1.2 热推弯成形17-18
• 2.1.3 热压成形18-19
• 2.2 非整体式弯头分步成形19
• 2.2.1 冲压拼接成形19
• 2.3 弯头成形方法小结19-20
• 2.4 弯头瓦类似件成形相关研究20-23
• 2.5 弯头瓦成形相关冲压方法介绍23-28
• 2.5.1 拉深23-24
• 2.5.2 胀形24-25
• 2.5.3 翻边25-28
• 第3章 变截面弯头瓦冲压成形数值模拟研究28-54
• 3.1 CAE技术及其应用28-31
• 3.1.1 CAE技术28
• 3.1.2 Dynaform软件的使用简介28-31
• 3.2 研究对象31-32
• 3.3 初步工艺方案探究32-42
• 3.3.1 单件成形32-35
• 3.3.2 两件对接组合为S状成形35-38
• 3.3.3 四件组合为O状成形38-39
• 3.3.4 弯头瓦冲压成形初步探究小结39-42
• 3.4 工艺方案的改进优化42-54
• 3.4.1 单件成形42-45
• 3.4.2 两件对接组合为S状成形45-49
• 3.4.3 四件组合为O状成形49-54
• 第4章 变截面弯头瓦成形极限研究54-64
• 4.1 正交实验法54
• 4.1.1 最优化方法54
• 4.2 试验结果分析方法54-55
• 4.3 研究方法及步骤55-64
• 4.3.1 正交实验法研究55-56
• 4.3.2 设计正交实验组56-57
• 4.3.3 下料和模具形状尺寸57-58
• 4.3.4 模拟实验结果分析58-64
• 第5章 结论与展望64-67
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71
• 攻读学位期间的研究成果71

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