纯钛板冲压成形性和各向异性的研究

为了从力学的观点深刻认识钛的冲压加工成形特性,对工业纯钛薄板的冲压成形性和各向异性进行了试验研究,并探讨了其机制.     

TiAl薄壁中空结构材料制备与成形一体化研究现状

针对新型高超音速飞行器的服役要求,迫切需要开发使用温度更高的轻质薄壁中空结构材料.分析了高超音速装备发展对耐高温轻量化结构的重大需求,综述了原位反应制备钛铝板材的研究现状,以及钛铝薄壁曲面结构国内外成形技术及应用进展.讨论了钛、铝箔材层状反应过程存在的扩散机制及控制难题、致密化过程孔洞形成及迁移机理.论述了塑性变形引入原位反应过程的原位反应扩散机制和规律,双向应力状态下的原位反应对抑制孔洞的产生和消除的作用,渐变材质高温变形规律和机制以及成形过程中构件的组织和性能演变规律.提出了"箔材原位反应与超塑成形一体化"新技术,将超塑性变形融入箔材反应过程,打破传统薄壁构件"先成材后成形"的局限,实现钛铝板材制备与其中空结构成形一体化.     

金属丝网的毛坯设计

针对工业用过滤产品--过滤杯的形状及工艺条件,建立网格模型,设置成形参数,使用dynaform软件模拟其板材拉深成形的过程,通过网格数量、形状的变化,成形极限图和厚度变化图,分析比较了金属丝网与板材的性能差别.结果表明:金属丝网没有塑性变形,只有丝网的弯曲和畸变,实际成形中存在着严格的方向性.设计出了冲压金属丝网的毛坯形状.     

有限元在精密电子冲压零件中的应用

金属冲压技术是利用模具使金属薄板或带料发生永久性塑性变形的工艺。冲压技术被广泛应用于制造汽车、船舶、飞行器、压力容器等金属薄壁结构件。该文以电子产品中的冲压零件作为研究对象,运用有限元数值模拟技术,对冲压成形过程中的问题进行研究,实现优化工艺参数,为工艺设计提供理论依据。进而缩短模具设计与调试周期,加快新品导入进度。     

钛薄壁圆盘的无飞边冲压工艺

一般的封头型零件都是冲压成型后再经机加工而成.但对于冲压成型壁厚仅为2 mm的钛圆盘,由于钛塑性好、刚性差,冲压后产生飞边,后续工序困难.为此分析了采用冲压成型制作薄壁钛圆盘而不产生飞边,不须后续精加工的可行性,并制订了多个工艺方案.通过优选建立了无飞边一次冲压成型制作薄壁钛圆盘的工艺,并设计了专用冲压模.采用本工艺及其模具冲压成型的钛圆盘,无飞边、无毛刺、底面平整、盘壁无皱折,且出模容易,变形较小,完全符合图纸设计要求.     

难变形材料热静液挤压复合精密塑性成形工艺

目的 研究热静液挤压及其复合塑性变形工艺在高密度钨合金、钨铜合金、钛基复合材料及镁合金薄壁细管等难变形材料方面的制备。方法 通过对高密度钨合金难变形材料进行热静液挤压及旋转锻造等塑性成形,分析了材料在成形过程中的微观组织及性能变化规律和强化机制,制备出大长径比穿甲弹弹芯材料。在此基础上,将该复合塑性变形技术拓展至两相不互溶材料钨铜合金、钛基复合材料及大长径比镁合金毛细管等难变形材料方面的制备。结果 热静液挤压及其复合塑性变形工艺在粉末冶金难变形材料的致密化方面具有显著优势,获得材料不仅致密度高,而且有效实现了控形控性;对于镁合金薄壁细管成形而言,也可以实现组织与性能的有效调配,同时材料的精度较高。结论 热静液挤压及其复合塑性变形工艺在难变形材料的制备与成形方面具有独特的优势与广阔的应用前景。     

TA2纯钛构件电流辅助旋压成形实验研究

目的 研究TA2纯钛板电流辅助旋压成形工艺参数的影响,对变形过程进行分析。方法 在1 mm纯钛板的旋压过程中,电源、钛板和工具头构成电流回路,钛板局部温度迅速升高,工具头和旋轮协同导电加热旋压变形。试验了TA2纯钛板在室温和不同电流辅助下的旋压成形性能,在此基础上试验并分析了不同润滑条件下的旋压件表面质量。结果 在电流辅助旋压成形过程中,曲母线形件旋压变形过程为剪切变形,壁厚偏离率会影响钛板失稳起皱和反挤等缺陷。由电塑性效应可知,电流对纯钛板成形性能有着显著的影响,纯钛板的塑性变形能力随电流的增加而增强;二硫化钼作为一种理想的高温润滑剂,可以降低摩擦因数,提高旋压件的表面质量和工具头的使用寿命。结论 实验发现电流辅助旋压可以显著提升纯钛板的成形性能,表明该技术是可行的,且易于控制操作。     

高强钢板冲压成形的回弹规律与工艺参数研究

高强钢板冲压成形的回弹问题在很大程度上制约了其深入应用,合理的工艺是减少回弹的关键和有效途径之一.建立了曲面扁壳件冲压成形的有限元模型,基于正交试验法研究了工艺参数,包括压边力、摩擦系数、板厚以及拉深筋的布置方式对回弹的影响规律,采用普通钢板和高强钢板分别进行了冲压成形实验,并与数值模拟结果进行对比.结果表明,高强钢板冲压成形的回弹较大,但通过合理的压边力和拉深筋布置方式可以实现高强钢板冲压成形回弹的有效控制.     

车身制造中的铝合金板热处理-冲压一体化技术

随着能源和环境问题日益严峻,对汽车轻量化的需求愈发强烈,高比强度铝合金板在车身中的应用成为重要发展方向.铝合金板在室温下较低的成形性促使人们将各种成形技术引入到汽车制造领域.本文简述了适用于铝合金板件小批量生产的超塑性成形和板材液压成形等特种成形技术,重点介绍了适用于铝合金构件大批量生产的热处理-冲压一体化技术,包括带中间退火-冲压一体化技术、温冲压、W态下冲压和热冲压,阐明了它们的发展历史和现状,指出铝合金板热处理-冲压一体化技术控形控性的关键,最后比较了不同技术的优缺点,并展望了铝合金板冲压技术未来应重点开展的工作.     

国产轿车用冷轧薄钢板的成形性能评价

本文就评价国产轿车用冷轧薄钢板成形性力学性能参数做了详细的分析;并就轿车零件冲压成形的特点,将材料的FLD图和冲压件应变图合成为零件应变极限图,从而对零件的冲压安全裕度进行评价,用于指导国产轿车用冷轧薄钢板的冲压生产.同时就冷轧薄板的表面粗糙度、表面微观形貌及表面润滑条件等因素对钢板成形性的影响作了探讨,认为润滑有利于金属薄板在冲压成形过程中的流动,可使整个零件的应变分布趋于均匀,从而提高零件的冲压成形能力,降低冲压件的废品率.     

AZ31B镁合金板材冲压性能的实验研究

系统地研究了AZ31B镁合金板材的冲压性能.通过室温和中高温拉伸实验研究了AZ31B镁合金板材的基本冲压性能,如σb、σs、σs/σb、σ、n、γ和△γ等性能指标;通过模拟成形实验研究了杯突值、弯曲性能、拉深性能、扩孔性能以及成形极限图FLD等,为制定冲压成形工艺提供参考依据.研究表明,AZ31B镁合金板材的冲压性能室温下较低而中高温则较好.     

特大型铝合金锥环的冲压成形

在简要分析了某特大型铝合金锥环原有的铸造-车削制造工艺存在不足的基础上,指出对其采用板料冲压成形的必要性.应用冲压工艺理论,计算出了相应的冲压工艺参数.通过进一步分析确定出了两种合理的冲压成形方案,并巧妙地解决了该特大型铝合金锥环实际冲压时设备行程不足的问题.     

基于支持向量机和重要度抽样的高强度钢板冲压成形工艺稳健设计

高强度钢板成形中噪声因素的存在造成了冲压质量不稳定.提出了基于支持向量机和重要度抽样的板料成形工艺稳健设计方法,量化了噪声因素对成形质量的影响,同时结合优化算法求解即满足质量可靠性又保证质量目标最优的工艺条件.对一高强度钢板冲压实例进行了工艺优化.按优化工艺冲压成形的零件减薄率及回弹均有所改善,验证了该方法的有效性.     

摩托车油箱冲压成形数值模拟分析

应用PAM-STAMP软件对摩托车油箱的拉延成形过程进行了详尽的有限元模拟分析,通过对模拟分析和实际冲压结果的比较,验证了摩托车油箱拉延成形模拟分析建模的合理性和模拟结果的准确性.并简要分析了模拟结果和实际冲压结果产生差异的原因.结果表明,采用PAM-STAMP数值模拟软件可准确分析摩托车油箱的冲压成形过程.     

TA4纯钛带材各向异性屈服行为表征与研究

目的 基于复杂加载状态试验和先进屈服准则,实现考虑塑性演化的TA4纯钛在复杂加载状态下塑性各向异性行为的精确表征。方法 通过0°、45°、90°方向的单拉试验和复杂加载比例的十字形试件双向拉伸试验,获得TA4纯钛的基本力学性能参数和拉伸屈服轨迹,采用不同的屈服准则对试验屈服轨迹进行预测,并通过变r值的屈服准则预测其屈服轨迹的塑性演变规律。结果 在小变形范围内,Yld2000?2d屈服准则对TA4屈服轨迹的预测精度最高;塑性变形过程中,呈线性增大趋势的r值与TA4纯钛的屈服轨迹演变现象直接相关。结论 试验与理论屈服轨迹的对比表明,Yld2000?2d屈服准则可以实现TA4纯钛初始屈服行为的精确表征。TA4纯钛带材的r值随塑性变形呈线性增大趋势,考虑塑性演化的Barlat89屈服准则预测的TA4屈服轨迹外凸性更显著。在TA4纯钛带材冲压成形过程的有限元分析、模具设计和工艺优化中,仅考虑初始屈服轨迹时,可采用Yld2000?2d屈服准则;当各向异性特征存在较强的塑性演化相关性时,可采用形式相对简单的Barlat89屈服准则。     

基于神经网络遗传算法的深腔型零件拉深工艺参数优化

目的 解决冲压成形中工艺参数优化难的问题.方法 以一种深腔型零件的冲压成形为例.首先,借助灰度关联分析法对有限元中的工艺参数进行分析,获取该零件冲压成形中影响成形质量的2个主要因素——冲压速度和压边力.其次,借助拉丁超立方抽样法对上述2个因素进行随机取样,并借助DYNAFORM软件对其进行逐一模拟.再次,将冲压速度和压边力作为输入,最大减薄作为输出,训练在MATLAB中建立的BP神经网络,并借助遗传算法对其进行寻优.结果 最优成形压边力为1.372 MN,最优加载速度为1.5366 m/s.结论 与神经网络遗传算法预测相比,有限元结果的相对误差小于2％,零件试制结果的相对误差小于6％,该方法有较高的预测精度.     

某发动机仓边梁盖板成形工艺分析及回弹控制

目的探讨高强钢板的浅成形件的回弹问题,开发高强钢发动机仓边梁盖板浅拉深工艺。方法针对发动机仓边梁盖板进行了零件特征和冲压工艺分析,采用了双件对称布置的拉深设计,设计了具有中间容料形式的工艺补充面,并且采用了拉深槛来增加成形阻力。最后用Dynaform软件模拟了制件拉延成形过程,分别分析了在成形卸载后和切边后两种状态的回弹情况,以及工艺参数-压边力和拉延筋对制件回弹的影响。通过对典型截面回弹量大小的研究,总结了制件回弹的规律,并对回弹进行了有效控制。结果根据模拟结果选取了最优参数,设计了冲压方案,冲压出了合格的产品。结论覆盖件内部补充面可以采用凸形面来增大面积,消化多余面积,以提高该区域的变形程度,提高零件精度。使用拉深槛可以比拉深筋更有效地提高浅成形覆盖件的塑性变形程度,减小回弹。     

板材成形新技术及其发展趋势(Ⅱ)

介绍了多点成形技术、激光成形技术、冲压智能化技术、成形过程的计算机仿真技术等几种柔性化程度高的板材成形新技术及其发展趋势.     

异型多孔钛片的成形影响因素探讨

研究了粉末粒度、粉末形貌、粉末松装比重、成形剂、模具表面粗糙度、压制制度等对模压成形异型多孔钛片成形过程的影响.结果表明,粉末的粒度、形态决定了异型多孔钛片所需成形压力的大小,粉末越细,成形压力越低,片状粉末含量越低,成形压力越低,压坯质量越好;适量的成形剂有利于降低成形压力,提高压坯质量,其中对粒径为150～250μm钛粉末的成形性能的改善最为有效.提高模具内表面光洁度,有利于提高压坯质量和均匀性;合理的压制制度是保证压坯成形质量和产品性能的必要条件.     

国产轿车用冷轧薄钢板的成形性能评价

就评价国产轿车用冷轧薄钢板成形性力学性能参数做了详细的分析;并就轿车零件冲压成形的特点,将材料的FLD图和冲压件应变图合成为零件应变极限图,从而对零件的冲压安全裕度进行评价,用于指导国产轿车用冷轧薄钢板的冲压生产.