闭挤式精冲成形力学分析及有限元建模

发布时间：2019-11-12 06:53

【摘要】：闭挤式精冲成形是最近新发明的一种精冲工艺。由于闭挤式精冲存在变形区狭小、形变时间短和相对变形大等特征,涉及剪切和挤压复合成形,其变形区受力情况比较复杂。同时,对于精冲变形的有限元模拟,还没有一种专门适用于精冲的仿真软件。因此,对闭挤式精冲变形力学分析和有限元建模问题进行研究就显得十分必要。本文分析了闭挤式精冲变形区的力学状态,构建了变形区力学模型,并在此基础上准确建模,得到了符合实际情况的模拟结果,为后续的闭挤式精冲成形关键工艺及模具结构参数优化提供了依据。本文首先通过对闭挤式精冲变形区力学和变形模式的分析,应用滑移线法,建立了精冲变形区应力场模型,得到了闭挤式精冲成形形过程中冲裁力和静水压应力的计算方法。其次,在力学分析的基础上,初步选取5种流变模型作为闭挤式精冲材料的实验模型。由拉伸试验得到小变形下材料的变形数据,对初始数据进行拟合,得到外推流变应力模型。最后,利用Deform-2D有限元软件这一平台,将建立的外推流变应力模型通过编程软件Absoft fortran编译成能够植入到Deform-2D有限元软件的功能模块,建立起闭挤式精冲的有限元模型。基于开发的Deform-2D有限元软件,对直径30mm、厚度14mm圆形件的闭挤式精冲成形过程进行模拟。从静水压应力、断裂带、塌角和行程载荷四个方面对不同流变模型的仿真结果进行比对,找出了适合于闭挤式精冲的流变外推模型。研究表明,本文建立的Ludwik材料外推流变模型适合于闭挤式精冲的有限元模拟,提高了精冲有限元建模精度,且这种模拟思想可为其它材料成形提供参考;模拟结果比较符合实际情况,可以用来优化精冲工艺和模具结构参数。
【图文】：

杰等通过正应力法对闭挤式精冲工艺进行了力学分析，得到了挤压力的过研究得到全光亮带剪切面的成形条件，，对成形过程中，材料流动规外环填充率的影响大小关系进行了归纳和总结[37] [38]。闭挤式精冲工艺，王正立以圆柱形件为研究对象，通过数值模拟及参数寸、精冲工艺力计算进行了归纳。对影响精冲工艺的参数，如凸凹模制高度差、模具圆角半径等进行研究，揭示了这些参数对成形件质量的0]。对优化后的工艺参数，通过进一步的物理实验，得到了成形质量优件（如图 1.1）。明等人研究了闭挤式精冲成形表面的物理力学特征，得到成形面的轮廓；还在硬度、耐磨性和耐腐蚀性上与车削件做了对比，结果显示闭挤式上述性能上优于车削件[41]。固等人对板状直齿轮轮廓的闭挤式精冲成形进行了研究，得到了各工艺成形的影响，并分析实验中成形件缺陷及改进措施[42]。通过进一步的物了闭挤式精冲齿轮件（如图 1.1）。

过程图,精冲,过程

冲成形原理艺，根据“三向压应力，不仅能使裂纹产生、扩的塑性”原理，通过主副凹模闭合，型腔倾斜面料塑性能够得到充分发挥。不仅拉应力得到了有地抑制裂纹的扩展。对于低塑性、厚板材料，闭精冲材料的范围得到了扩展。冲工艺过程艺过程：首先是通过主、副凹模的闭合，型腔倾料处于三向压应力状态。在精冲过程中，在主副并流向凸模，类似镦粗变形；最后，在主、副凹上的反顶力，凸模以一定速度向下冲裁工件，得
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG386

【参考文献】