闭挤式精冲工艺及其成形规律

针对存在的低塑性和高厚度零件难以精冲成形问题,提出了闭挤式精冲的概念和工艺方法,并阐述了该工艺的过程、原理和特点;设计了该闭挤式精冲工艺实验模具并用该工艺在低塑性材料YL12上精冲出了φ15 mm、高13 mm的高尺寸精度和低粗糙度的圆柱形零件.最后分析了变形区材料的流动规律和产品品质与坯料的关系.结果表明:精冲件外表面的光亮带大小随外环填充率增大而增大;内表面比外表面容易形成100%光亮带;试件表面的光亮带大小还与坯料厚度和模具主、副凹模凹坑深度的匹配有较大关系.     

基于物理实验的平面压边精冲工艺研究

论述了平面压边精冲的机理和工艺方法,设计制造了实验模具,并对不同塑性和厚度的坯料进行了物理实验;分析了精冲过程中的冲裁力,研究了平面压边精冲工艺中材料塑性、模具的相对间隙、压边力和反顶力与剪切面光亮部位在剪切面中所占比值大小的相互关系。实验表明,平面压边精冲技术是一种有效提高工件冲裁剪切面质量而成本较低的工艺。通过对制件的流线分析和变形区硬度的检测,得出平面压边精冲工艺对工件的外周有很明显的加工硬化作用,而心部强度不变的结论。     

基于正交方案的闭挤式精冲工艺参数优化

将模具结构各工艺参数(相对冲裁间隙、主凹模圆角半径等)作为优化变量,工件轮廓面光亮带比例作为优化目标,结合正交试验和有限元仿真技术,以AL2024材料的圆形落料件为例,研究了模具各工艺变量对优化目标的影响规律和影响程度大小.其次,在确定最佳模具参数的基础上,研究了反顶力大小与轮廓面光亮带比例的关系.最后,通过相关物理实...     

闭挤式精冲成形材料流动及变形区显微状态分析

通过对闭挤式精冲零件进行金相观察,变形区流线和显微硬度分析,对闭挤式精冲加工中出现的一些材料微观状态的特点和规律进行了研究。     

精冲-体积成形复合加工工艺及其应用

讨论了精冲-体积成形复合工艺的特点和分类,并通过一些典型案例阐述了精冲复合工艺设计中需要注意的问题,为这类零件的成形加工开辟了一条有效途径.     

闭挤式精冲变形区应力状态对断裂损伤的影响

文章将考虑静水应力、最大主应力及应变历史对材料损伤影响的Brozzo断裂准则模型,用于闭挤式精冲的断裂预测。分析了变形区材料的应力、应变状态对材料断裂损伤的影响,并通过DEFORM-2D有限元软件的模拟及物理试验进行验证。研究表明,Brozzo断裂准则能比较精确地模拟闭挤式精冲过程,模拟结果与试验误差在6%以内;主、副凹模闭合时,变形区材料所受的压应力越大,越有利于抑制裂纹的产生和扩展;精冲过程中,凸模刃口附近材料的压应力大于主凹模刃口附近材料,裂纹首先出现在主凹模刃口处,材料开始产生裂纹时的有效应变,随压应力的增加而增大。     

闭挤式精冲成形表面残余应力与耐腐蚀性实验分析

为了研究闭挤式精冲成形后工件的残余应力分布规律以及耐腐蚀性能,对闭挤式精冲件进行了表面和层深残余应力分析,同时通过极化曲线试验法研究了工件在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为。结果表明:工件表面残余应力为压应力,压应力随变形程度增大而增大,最大值为150MPa;随着层深的增加,残余压应力先增大后减小,在次表层达到最大值,残余应力场的深度为200μm左右;在极化曲线试验中,闭挤式精冲件初期耐蚀性优于车削件和坯料,但随着腐蚀的进行,耐蚀性反而下降,且闭挤式精冲件最终钝化现象较车削件和坯料延迟。     

闭挤式精冲直齿轮的材料流动分析

运用Deform-3D软件对闭挤式精冲直齿轮的材料流动特性进行数值模拟,分析了闭挤式精冲直齿轮成形过程中的反顶力对变形区材料流动特性和废料区涡流情况的影响。分析结果表明,反顶力可以有效延缓废料区材料涡流的消失,延迟拉应力出现,从而抑制产生早期裂纹;分析了齿顶、齿根面上材料流动情况,得出材料只在轴线方向流动,其他方向无明显流动,成形时齿根面受到的挤压作用大于齿顶面;观察齿轮成形试件的齿顶和齿根部无明显挤压纤维,验证了模拟结果的正确性。     

影响闭挤式精冲成形表面质量的因素分析

首先分析了成形面撕裂与变形区应力状态的关系,然后用塑性有限元数值仿真和物理实验的方法,分析了材料塑性、凸凹模间隙、外环填充率、反顶力对成形表面质量的影响。研究表明：主、副凹模闭合时,变形区材料所受的压应力越大,所得精冲件成形面质量越好;材料塑性越好,剪切面撕裂带宽度越小;凸、凹模间隙越大,工件轮廓面光亮带的比例越小;材料剪切面光亮带比例随着外环填充率的增加而增加;随着反顶力的增加,工件轮廓面光亮带的比例明显增大。研究成果为闭挤式精冲新工艺的应用奠定了基础。     

闭挤式精冲成形直齿轮的齿顶撕裂问题

运用有限元分析软件分析了闭挤式精冲直齿轮齿顶端和齿根端剪切变形区材料的应力应变状态,以及凸凹模间隙、反顶力和外环填充率对齿顶撕裂的影响。结果表明:随着凸模下行,齿顶处静水压应力逐渐下降,齿顶附近侧面由于三面受摩擦力出现拉应力,导致静水压应力不足进而出现裂纹,另外加工硬化也会导致齿顶裂纹的出现;齿顶裂纹出现的几率与凸凹模间隙大小成正向关系,与反顶力和外环填充率大小成反向关系。研究发现,随着反顶力和外环填充率的增加以及凸凹模间隙的减小,可以有效控制裂纹的出现。     

精密冲裁成形仿真技术研究进展

精密冲裁是在普通冲裁基础上发展起来的一种先进的金属精密塑性成形工艺,是一个局部剧烈塑性大变形的过程.材料在狭小的凸凹模间隙附近形成塑性剪切带,发生剧烈的剪切流动,使成形过程的数值模拟存在许多难点.本文从延性损伤、韧性断裂准则及裂纹萌生与扩展仿真3个方面回顾了相关技术在精密冲裁成形过程数值模拟中的研究进展.     

基于变形区显微状态分析的精冲成形机理研究

通过实验和变形区流线变化、金相组织和显微硬度的变化,对精冲成形的过程、特点、精冲成形机理进行了研究。     

基于有限元分析的精冲凸模寿命估算

文章采用有限元软件DEFORM-3D对常温下的AISI-1010钢材毛坯进行精冲成形模拟,同时对精冲凸模的应力场进行有限元分析。通过剖析精冲过程中凸模的应力应变分布规律,采用局部应力-应变方法,建立了模具与应力应变紧密相关的疲劳寿命估算模型。对疲劳强度指数b进行了修正,使估算模型更加接近实际地预测模具的疲劳寿命。     

Investigation on ductile fracture in fine-blanking process by finite element method

In order to continuously analyze the whole fine-blanking process.from the geginning of the operation up to the total rupture of the sheet-metal,without computational divergence, a 3-D rigid visco-plastic finite-element method based on Gurson void model was developed.The void volume fraction was introduced into the finite element method to document the ductile fracture of the sheet-metal.A formulation of variation of the rigid visco-plastic material was presented according to the virtual work theory in which both the effects of equivalent stress and hydrostatic pressure in the deformation process were considered.The crack initiation of the sheet was predicted and the crack propagation was geometrically fulfilled in the simulation by separating the nodes according to the stress state.Furthermore.the influences of different state-variables on the deformation process were also studied.     

球化率及碳化物形貌对C35E钢精冲质量的影响

通过不同的球化退火工艺获得了不同球化率及碳化物形貌的C35E钢,研究了球化率和碳化物形貌对其精冲质量的影响。C35E钢的最佳球化退火保温温度为720,适当的温度下延长保温时间有助于提高其球化率。球化率越高,碳化物呈细小均匀分布,精冲件的冲裁质量越好。对于球化完全但碳化物呈团块状或带状分布的材料,其冲裁面上依然会出现断裂带。     

台阶式凸模精冲工艺分析及数值模拟

采用平面压板的无齿圈精冲,可以有效降低模具制造成本,提高精冲材料利用率。但采用常规平面压板精冲很难获得较好的冲裁面质量。文章对常规平面压板精冲模具进行改进,通过采用台阶式凸模结构实现无齿圈精冲;采用DEFORM 2DTM软件对C20E-EN钢圆盘的台阶式凸模精冲过程建立轴对称模型进行有限元模拟,分析凸模台阶高度、台阶宽度和冲裁间隙等工艺参数对零件冲裁面光洁带高度和塌角高度的影响规律,获得了相对最佳工艺参数的配合方式。将模拟结果与台阶式凸模精冲实验结果进行比较表明,模拟结果和实验结果具有较好的一致性。     

摩擦片精冲成形实验研究

提出采用精冲工艺进行车辆摩擦片的生产.根据摩擦片的结构特点、加工硬化、应力分布及材料等,讨论了精冲成形和热处理的技术难点,制定了摩擦片的精冲工艺;然后再根据实验过程中获得的齿顶圆、齿根圆及碟形量变化曲线,分析其产生原因并提出了解决成形过程中变形问题的措施,已制造出符合质量要求的摩擦片精冲件.