大厚度差及异质板间的平底带孔冲压连接技术研究
发布时间：2021-08-04 14:32
塑性成形连接因具有独特的优势而在近年来广受关注,但对于异质材料以及厚度差较大的板料,现有方法仍存在很大局限。针对异质和大厚度差板料间的连接需要,本文基于冲压变形连接技术提出了一种平底带孔冲压连接方法（Flat Hole-clinching,FHC）。该方法利用简单模具对上板施加压力,使材料流入下板的预制孔中形成“嵌套”结构,不仅能够满足力学性能与厚度相差较大的板料之间的连接要求,而且在连接处无凸点。以厚度为0.8mm的两层Al 6063铝合金板,以及厚度分别为0.8mm、1.0mm的Al 6063铝合金板、AZ31镁合金板为对象,利用物理实验、有限元模拟,研究了带倒锥形预制孔的FHC,结合响应面方法（RSA,Response Surface Analysis）方法,分析了材料特性、相对厚度以及模具几何参数对轴向剥离强度的影响。主要结论如下:（1）FHC可以实现异质材料以及厚度相差较大板料之间的连接,甚至获得比传统冲压连接方式更大的连接强度。FHC成形阶段中上模行程较短,且在轴向分离过程中具有更长的分离距离。（2）FHC成形过程的下板变形较小。但是随着上板强度的增加,下板倒锥孔的变形程度...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同形式冲压连接技术：a传统冲压连接，b带孔冲压连接，c平底带阶梯孔冲压连接，d平底带锥孔冲压连接
重庆大学硕士学位论文 1 绪 论中，实现了工业价值。该连接方式解决了多年来点焊、铆接以及螺纹连接等技术所面临的难题，这对制造工业来说是一个喜讯。如图 1.2 所示为传统冲压连接技术的成形过程。在压力机的作用下，上模下行接触上板料使其发生局部塑性变形，上模继续下行使上下板材料向下模凹槽内流动并填充凹槽产生“互锁”结构，从而形成一个既无棱边亦无毛刺的连接圆点。成形过程使用简单的圆柱形上模在一个冲程下完成连接工作。由图可知，冲压连接的连接强度主要来自于连接点。因此为了使板料能够充分填充下模凹槽形成完美的连接点，该连接方式的凸凹模间隙应小于上下板料的总厚度。
以及经济成本。1.3 新型冲压连接技术尽管传统冲压连接工艺具有诸多优点，对工业生产具有重大影响，但是该连接方式仍有需要改进的地方。例如，为保证连接点的质量，需要对上模和下模孔进行导向，因此对设备要求较高；冲压连接的凸点会对装配带来许多不便；冲压连接的下模孔较为复杂，模具的加工困难，制造费用昂贵；难以连接下板较厚、塑性较差以及非金属板料等。在后来的发展当中，研究者针对这些缺点，在传统冲压连接的基础之上提出了许多改进的连接方式。例如平底冲压连接方式、无模冲压连接方式、带孔冲压连接方式等。随着工业不断发展，铝合金成为应用最多的一种有色金属。铝合金密度较小能够减少车身重量，使汽车可以获得更好的动力并且降低油耗，且铝合金的回收非常便利，使汽车的维修更为简便，也更加环保。因此新式冲压连接技术在铝合金板料的应用有必要进行研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]板件冲压连接技术研究[J]. 赵昊,李智春. 锻压技术. 2011(06)
[2]冲压连接技术及其发展[J]. 张文城,温彤,张杰,季筱玮. 热加工工艺. 2011(21)
[3]板件冲压连接技术在汽车工业中的应用[J]. 张金海. 模具技术. 2004(01)
[4]TOX板件冲压连接技术[J]. 李勇. 机械工程师. 2003(05)
[5]板件圆点冲压连接技术及其应用[J]. 路东昕,宁生科,马保吉,靳菊红. 西安工业学院学报. 2002(04)
[6]一种先进的板料冲压连接技术——TOX连接技术[J]. 胡亚民,李红,李文艳. 锻压机械. 2000(05)
硕士论文
[1]无铆钉连接成形规律及其工艺研究[D]. 徐正昭.桂林电子科技大学 2014
[2]板材压力连接强度分析与模具关键几何参数优化[D]. 刘棵.华南理工大学 2013
[3]冲压连接的成形过程及其结合强度的分析[D]. 张文城.重庆大学 2012
[4]AZ31镁合金板件压力连接技术研究[D]. 彭松.华南理工大学 2012
[5]镁合金板材圆点无铆冲压连接的成形过程数值模拟[D]. 吕前栋.山东科技大学 2011
[6]数值模拟法组合冲压连接模具[D]. 陈雷.上海交通大学 2009
[7]基于响应面法的汽车悬架系统优化设计[D]. 王延克.西南交通大学 2009
[8]自冲铆接设备研制及轻量化材料自冲铆接工艺开发[D]. 楼铭.上海交通大学 2009
[9]响应面方法在多种实际优化问题中的应用[D]. 马宝胜.北京工业大学 2007
[10]机械可靠性分析的响应面法研究[D]. 赵洁.西北工业大学 2006
本文编号：3321868
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同形式冲压连接技术：a传统冲压连接，b带孔冲压连接，c平底带阶梯孔冲压连接，d平底带锥孔冲压连接
重庆大学硕士学位论文 1 绪 论中，实现了工业价值。该连接方式解决了多年来点焊、铆接以及螺纹连接等技术所面临的难题，这对制造工业来说是一个喜讯。如图 1.2 所示为传统冲压连接技术的成形过程。在压力机的作用下，上模下行接触上板料使其发生局部塑性变形，上模继续下行使上下板材料向下模凹槽内流动并填充凹槽产生“互锁”结构，从而形成一个既无棱边亦无毛刺的连接圆点。成形过程使用简单的圆柱形上模在一个冲程下完成连接工作。由图可知，冲压连接的连接强度主要来自于连接点。因此为了使板料能够充分填充下模凹槽形成完美的连接点，该连接方式的凸凹模间隙应小于上下板料的总厚度。
以及经济成本。1.3 新型冲压连接技术尽管传统冲压连接工艺具有诸多优点，对工业生产具有重大影响，但是该连接方式仍有需要改进的地方。例如，为保证连接点的质量，需要对上模和下模孔进行导向，因此对设备要求较高；冲压连接的凸点会对装配带来许多不便；冲压连接的下模孔较为复杂，模具的加工困难，制造费用昂贵；难以连接下板较厚、塑性较差以及非金属板料等。在后来的发展当中，研究者针对这些缺点，在传统冲压连接的基础之上提出了许多改进的连接方式。例如平底冲压连接方式、无模冲压连接方式、带孔冲压连接方式等。随着工业不断发展，铝合金成为应用最多的一种有色金属。铝合金密度较小能够减少车身重量，使汽车可以获得更好的动力并且降低油耗，且铝合金的回收非常便利，使汽车的维修更为简便，也更加环保。因此新式冲压连接技术在铝合金板料的应用有必要进行研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]板件冲压连接技术研究[J]. 赵昊,李智春. 锻压技术. 2011(06)
[2]冲压连接技术及其发展[J]. 张文城,温彤,张杰,季筱玮. 热加工工艺. 2011(21)
[3]板件冲压连接技术在汽车工业中的应用[J]. 张金海. 模具技术. 2004(01)
[4]TOX板件冲压连接技术[J]. 李勇. 机械工程师. 2003(05)
[5]板件圆点冲压连接技术及其应用[J]. 路东昕,宁生科,马保吉,靳菊红. 西安工业学院学报. 2002(04)
[6]一种先进的板料冲压连接技术——TOX连接技术[J]. 胡亚民,李红,李文艳. 锻压机械. 2000(05)
硕士论文
[1]无铆钉连接成形规律及其工艺研究[D]. 徐正昭.桂林电子科技大学 2014
[2]板材压力连接强度分析与模具关键几何参数优化[D]. 刘棵.华南理工大学 2013
[3]冲压连接的成形过程及其结合强度的分析[D]. 张文城.重庆大学 2012
[4]AZ31镁合金板件压力连接技术研究[D]. 彭松.华南理工大学 2012
[5]镁合金板材圆点无铆冲压连接的成形过程数值模拟[D]. 吕前栋.山东科技大学 2011
[6]数值模拟法组合冲压连接模具[D]. 陈雷.上海交通大学 2009
[7]基于响应面法的汽车悬架系统优化设计[D]. 王延克.西南交通大学 2009
[8]自冲铆接设备研制及轻量化材料自冲铆接工艺开发[D]. 楼铭.上海交通大学 2009
[9]响应面方法在多种实际优化问题中的应用[D]. 马宝胜.北京工业大学 2007
[10]机械可靠性分析的响应面法研究[D]. 赵洁.西北工业大学 2006
本文编号：3321868
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