薄壁不锈钢杯形件拉深成形质量控制研究

发布时间：2017-09-08 16:35

  本文关键词：薄壁不锈钢杯形件拉深成形质量控制研究

  更多相关文章： 薄壁不锈钢杯形件 拉深 成形质量 渐变圆弧凹模圆角

【摘要】：随着科学技术的不断发展,人们对精密零件需求越来越大,对零件加工精度的要求也越来越高。高精度的薄壁不锈钢杯形件广泛应用于仪器仪表、航天航空等行业。拉深方法由于材料利用率高,生产效率高等特点,是制造薄壁杯形件的一种最常用的塑性加工成形方法。本文以薄壁不锈钢杯形件拉深成形质量为主要研究对象,针对薄壁不锈钢杯形件拉深过程中的成形质量问题进行了研究。借助有限元仿真分析和试验对杯形件拉深的传统成形参数(材料性能、凹模圆角、凸凹模间隙、压边力、摩擦系数)和非传统成形参数(拉深筋、渐变圆弧凹模圆角)进行了研究,获得了这两类成形参数对薄壁不锈钢杯形件成形质量的影响规律。具体研究内容和结论如下:1、结合某仪表壳零件进行分析,发现薄壁不锈钢杯形件在拉深过程中会产生口部不圆、侧壁不直、壁厚减薄严重等尺寸超差成形质量问题,对其成因进行了分析并确定了优化目标。2、结合有限元模拟软件Dynaform,分析了杯形件拉深的传统成形参数对不锈钢杯形件口部椭圆度、侧壁直线度、侧壁鼓起和最大减薄率的影响规律。结果表明:增大板料厚度、压边力和凸模与板料之间的摩擦系数,减小凹模圆角半径和凸凹模间隙,会使薄壁不锈钢杯形件口部椭圆度和侧壁直线度得到改善;减小板料厚度、压边力和凸模与板料之间的摩擦系数,增大凹模圆角半径和凸凹模间隙,会使薄壁不锈钢杯形件侧壁鼓起和最大减薄率得到改善。通过对传统成形参数进行分析,预测出传统成形参数下的成形质量结果。从初步分析结果看出,杯形件拉深后口部椭圆度最小可达到0.28mm,仍没有满足零件要求的0.1mm的椭圆度公差要求。3、试验验证了凸模与板料间的摩擦系数和压边力对薄壁不锈钢杯形件拉深成形质量的影响规律,与模拟结果相近,证明有限元模拟对口部椭圆度和侧壁直线度值的预测的可信度比较高。4、研究杯形件拉深的非传统成形参数(拉深筋、渐变凹模圆角)对杯形件口部椭圆度的影响规律,发现半圆形拉深筋和两段相切圆弧凹模圆角对口部椭圆度改善效果最好。利用正交试验分析得到影响口部椭圆度因素的主次顺序是:拉深筋高度小圆弧半径大圆弧半径圆弧切点位置。5、将遗传算法与SVM建立的回归模型相结合,以杯形件口部椭圆度为优化目标,对拉深筋高度、两段相切圆弧大圆弧半径、两段相切圆弧小圆弧半径和圆弧相切位置这四个参数进行了优化,进一步将本文所研究的薄壁不锈钢杯形件口部椭圆度由0.28mm减少至0.09mm,符合椭圆度小于0.1mm的形位公差要求。此时工艺参数为拉深筋高度4mm,两段相切圆弧大圆弧半径6.0mm,小圆弧半径3.1mm,切点位置0.687。其它成形质量结果均符合要求。
【关键词】：薄壁不锈钢杯形件 拉深 成形质量 渐变圆弧凹模圆角
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG386.3
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 引言12-13
• 1.2 薄壁不锈钢杯形件拉深成形质量控制国内外研究现状13-15
• 1.2.1 拉深成形质量问题及成形质量控制概述13-14
• 1.2.2 薄壁不锈钢杯形件拉深成形质量控制研究现状14-15
• 1.3 课题的来源及意义15-16
• 1.4 课题研究内容16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 第二章 仪表壳薄壁杯形件冲压工艺设计18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 零件冲压成形工艺分析18-22
• 2.2.1 零件结构分析18-20
• 2.2.2 冲压工序的确定20-21
• 2.2.3 冲压工艺性分析21-22
• 2.3 冲压工艺方案拟定22-24
• 2.4 成形质量问题分析24-28
• 2.4.1 冲压工艺中的成形质量问题概述24-25
• 2.4.2 不锈钢薄壁杯形件拉深成形质量问题成因分析25-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 杯形件传统拉深成形参数对成形质量影响研究29-50
• 3.1 引言29
• 3.2 薄壁杯形件拉深成形有限元模型建立29-36
• 3.2.1 几何建模与网格划分29-31
• 3.2.2 材料模型建立31-32
• 3.2.3 拉深工艺参数设置32-33
• 3.2.4 回弹参数设置33-34
• 3.2.5 模拟结果处理及分析34-36
• 3.3 不锈钢板料对薄壁杯形件拉深成形质量的影响36-42
• 3.3.1 不锈钢牌号系列对薄壁杯形件拉深成形质量的影响36-39
• 3.3.2 板料厚度对薄壁杯形件拉深成形质量的影响39-42
• 3.4 模具结构参数对薄壁杯形件拉深成形质量的影响42-45
• 3.4.1 凹模圆角对薄壁杯形件拉深成形质量的影响42-44
• 3.4.2 凸凹模间隙对薄壁杯形件拉深成形质量的影响44-45
• 3.5 成形工艺参数对薄壁杯形件拉深成形质量的影响45-48
• 3.5.1 压边力对薄壁杯形件拉深成形质量的影响46-47
• 3.5.2 凸模与板料间摩擦系数对薄壁杯形件拉深成形质量的影响47-48
• 3.6 本章小结48-50
• 第四章 薄壁不锈钢杯形件拉深成形质量控制试验研究50-61
• 4.1 引言50
• 4.2 试验准备50-55
• 4.2.1 坯料准备50-51
• 4.2.2 模具设计及制造51-54
• 4.2.3 试验设备54-55
• 4.3 试验结果及分析55-60
• 4.3.1 试验结果55-58
• 4.3.2 结果对比及分析58-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 薄壁不锈钢杯形件拉深非传统成形参数优化61-86
• 5.1 引言61
• 5.2 杯形件拉深的非传统成形参数对薄壁杯形件口部椭圆度影响规律61-72
• 5.2.1 拉深筋对薄壁杯形件拉深成形质量的影响规律61-69
• 5.2.2 渐变圆弧凹模圆角对薄壁杯形件拉深成形质量的影响规律69-72
• 5.3 主要成形参数对薄壁杯形件口部椭圆度的影响72-76
• 5.3.1 正交试验方案确定72-73
• 5.3.2 正交试验结果分析73-76
• 5.4 回归网络模型的建立76-79
• 5.4.1 SVM支持向量机模型介绍77
• 5.4.2 杯形件口部椭圆度网络模型建立77-79
• 5.5 遗传算法优化79-85
• 5.5.1 遗传算法79-80
• 5.5.2 遗传算法模型建立80-81
• 5.5.3 遗传算法程序编写81-82
• 5.5.4 优化结果成形质量分析与验证82-85
• 5.6 本章小结85-86
• 结论与展望86-88
• 参考文献88-93
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果93-94
• 致谢94-95
• 附件95

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 史艳莉;吴建军;;各向异性屈服准则的发展及应用[J];锻压技术;2006年01期

2 马志超;郝新;李延君;;曲面零件拉深筋的数值模拟[J];锻压技术;2007年03期

3 丁日显;王连学;陈维;朱其超;郭成;;精密冲裁压边圈上接触压应力变化规律研究[J];锻压技术;2011年05期

4 赵升吨;林军;;筒形件液压拉深的研究现状及进展[J];锻压装备与制造技术;2008年06期

5 彭广威;;圆筒拉深件形状与厚度变化数值模拟分析[J];锻压技术;2013年05期

6 李二玲;邓沛然;杨尚磊;曹阳根;王殊寻;;薄板拉深过程中压边力与破裂关系的研究[J];锻压技术;2014年06期

7 肖良红;向俊仲;黎宇;林叶芳;曹亚雄;;模具参数对304不锈钢圆筒拉深件残余应力的影响[J];锻压技术;2015年01期

8 A GEDDAM,BE;许伦;;惯性仪表高精度机械零件的加工[J];国外导弹与航天运载器;1991年01期

9 梁楚;曾卫华;周利民;江丕昱;;拉深1Cr18Ni9Ti不锈钢工序间热处理规范的选择[J];锻压装备与制造技术;2007年03期

10 陈礼斌;高永春;;不锈钢技术及其发展[J];河北冶金;2011年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 赖欣武;基于神经网络组合预测的板料冲压回弹预测研究[D];浙江大学;2006年

2 王霆;大型复杂多工位级进冲压成形关键技术研究[D];华南理工大学;2013年

，

本文编号：815101