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.     

汽车用铝合金板拉伸性能与成形能力的相关性

为了找到适合于评估汽车用铝合金板成形性能的参数,本文在模拟试验获得的样本数据基础上,采用回归分析方法,分析了汽车用铝合金板单向拉伸性能参数与其拉深性能、胀形性能之间的对应关系.研究表明,在单向拉伸性能参数中,硬化指数n对汽车用铝合金的拉深极限凸模行程的相关性最为显著;而总延伸率δ对胀形极限凸模行程的相关性最为显著.上述结果表明,n值和δ值分别是评估汽车用铝合金板拉深性能和胀形性能的最佳参数.     

钛/铁复合板平底球形薄壁件充液拉深工艺研究

目的 选用充液拉深先进成形技术制备钛/铁复合板平底球形薄壁件,并研究其充液拉深变形行为,以解决传统拉深工艺制备平底球形薄壁件极易产生褶皱的问题。方法 对钛/铁复合板平底球形薄壁件在不同液压力、压边间隙及凸模与板料间摩擦因数等工艺参数下的充液拉深过程进行数值模拟。对数值模拟结果进行分析,讨论工艺参数对零件成形性能的影响以及抑制起皱的机理。最后在不同拉深工艺下进行成形试验,制备钛/铁复合板平底球形薄壁件并与数值模拟结果进行对比。结果 数值模拟和成形试验结果表明,传统拉深工艺制备的钛/铁复合板平底球形薄壁件出现了明显的褶皱,采用充液拉深工艺可以有效解决零件侧壁起皱的问题。增大液压力、减小压边间隙或增大凸模与板料间摩擦因数会导致零件减薄率的提高并降低零件侧壁起皱的风险。在压边间隙1.5 mm、液压力25 MPa的条件下,采用充液拉深工艺可以制备出侧壁无褶皱的平底球形薄壁件。结论 通过充液拉深工艺可以有效解决钛/铁复合板平底球形薄壁件成形过程中起皱的问题。     

基于Oyane韧性断裂准则的板料成形极限预测

本文基于Oyane韧性断裂准则,结合数值模拟方法,预测板料不同应变状态下的极限应变.准则中的材料参数通过单向拉伸和平面应变拉伸试验确定.在模拟胀形试验获得每一时间步应力、应变值的基础上,应用韧性断裂准则预测板料的成形极限.模拟结果表明用韧性断裂准则和数值模拟相结合的方法能成功获得板料的成形极限图.     

研究单位压边力值对板料成形性能的影响

主要介绍板料在拉深成形过程中单位压边力值对板料成形性能的影响。研究方法采用仿真技术,指出板料在成形过程中如按最初设定的单位压边力值进行成形,那么,板料成形过程中单位压边力值将逐渐增大,严重影响板料成形极限。如果采用控制板料在成形过程中压边圈下坯料的单位压边力值,将提高板料成形极限。其结论为生产现场提高板料成形性能和表面质量提供了一种可实施的方法。     

不锈钢薄板拉伸、冲压成形性能的试验研究

采用德国产SCHENCK TREBEL RM250电子万能试验机对SUS304不锈钢0.5mm薄板进行了拉伸试验,研究了SUS304不锈钢薄板的硬化指数(n值)、屈服强度(σs)、极限强度(σb)、均匀延伸率(δ)等机械性能,并分析了SUS304薄板的冲压成形性能.     

温度对ZK60镁合金细晶板材成形性能的影响

研究了温度对ZK60镁合金细晶板材成形性能的影响。通过单向拉伸试验研究了ZK60细晶板材在25～300℃下的拉伸成形性和力学性能各向异性,进而通过杯突试验和热拉深试验研究了温度对板材成形性能的影响。研究结果表明:随着温度的升高,板材的各向异性逐渐降低,在300℃下的断裂伸长率在341%以上。ZK60细晶板材的成形性能随着温度的升高显著提高,在本实验条件下,当温度为250℃时获得最大的Erichsen值(IE=18. 7 mm)和最大的极限拉深比(LDR=1. 8),ZK60镁合金细晶板材的最佳杯突成形温度范围为200～250℃,最佳热拉深成形温度范围为250～300℃。     

高强TA18钛管微观织构对拉伸力学性能与弯曲成形性能影响研究

目的 揭示高强钛管微观织构强度与宏观各向异性指标CSR值的定量关系,阐明微观织构对钛管拉伸力学性能与弯曲成形性能的影响,为高强钛管冷轧微观织构及性能精确调控奠定重要基础。方法 选取不同轧制工艺条件下获得的高强钛管进行单向拉伸测试及EBSD表征,分析微观织构对管材拉伸力学性能的影响;选取具有典型微观织构分布状态和CSR值的高强钛管进行数控绕弯试验及成形质量测试。结果 单向拉伸力学性能测试结果表明,当CSR值为0.65~2.43时,随着CSR值的增大,颈缩阶段管材的应变与整体伸长率不断增大;数控绕弯试验结果表明,当高强钛管CSR值从1.27提高到1.48时,其断裂前最大弯曲角度从20°提高到110°,当CSR值增大到1.71时,可以成功实现120°的弯曲,并且随着CSR值进一步增大到2.14,弯管件的截面畸变率和壁厚减薄率不断减小。结论 建立了可以准确描述宏观CSR与微观织构强度指标之间定量关系的双曲函数表达式,高强钛管径向织构强度的增强会提升高强钛管变形过程中抗壁厚减薄的能力,并有利于管材弯曲成形质量的提升。     

AZ31薄板热拉深工艺研究

为提高AZ31薄板热拉深质量、确定热拉深过程的合理工艺参数,选取不同的成形温度、模具间隙及凸模圆角半径,拉深成形了AZ31试样,采用KH-2200MD金相显微镜观察其内部组织变化,并通过x-ray衍射实验分析晶面取向的变化.实验结果表明,0.8mm的AZ31B镁合金板料在240℃附近的成形性能最好,拉深后材料组织晶粒大小均匀,晶面取向分布均匀.热拉深AZ31B镁合金板料应将凸、凹模间隙选为1.1倍的板料厚度.在压边力不变的条件下,随着凸模圆角半径的减小,拉深高度降低加快,并且起皱现象加重.     

缓冲器缸筒成形工艺

针对缓冲器缸筒产品结构特点及性能要求,结合热冲压(挤盂+热变薄拉深)及冷变薄拉深成形工艺的特点,对缓冲器缸筒成形工艺方案,热冲压(挤盂+热变薄拉深)毛坯的形状和尺寸,热冲压(挤盂+热变薄拉深)及冷变薄拉深成形工艺等关键技术问题进行了研究。试验结果表明采用热冲压(挤盂+热变薄拉深)和冷变薄拉深相结合的工艺方法对缓冲器缸筒进行成形加工高效而经济,比传统热冲压后机械加工的成形工艺原材料利用率提高25%左右,同时所生产的产品尺寸稳定,力学性能一致性好。     

汽车覆盖件用 5 B003 A 板拉伸实验及成形性的有限元分析

目的研究汽车车身用5B003A板的成形性能。方法在进行单轴拉伸试验的基础上,利用软件eta/DYNAFORM模拟了板成形极限曲线、破裂点应变路径、圆筒拉深过程,并进行了相应变形参数的优化。结果 5B003A板单向拉伸和有限元模拟均出现"交叉颈缩"现象,并且在与轧制呈45°角方向上的冲压性能优于0°和90°方向;5B003A板成形极限破裂点的应变路径漂移倾向较明显,双拉区中均呈ε2=const的应变状态;在与拱顶高实验相近变形条件下,优化得到最佳凸模圆角半径为20 mm时,与极限拉深系数0.43对应的无凸缘拉深的最大板坯尺寸为233 mm,相应最佳压料力为68 kN。结论 5B003A板在45°方向上有较好的冲压性能,且凸模圆角半径、板坯直径、压料力等工艺参数对其拉深成形性能影响较大。     

台阶盒形件起皱和开裂改善

目的 改善台阶盒形件拉深成形时凸缘区起皱和圆角区开裂的缺陷。方法 理论分析了起皱和开裂产生的原因,利用有限元模拟分析了压边力大小、凹模运行方式和板料形状对台阶盒形件拉深成形的影响,采用实验验证了有限元模拟结果的准确性。结果 长方形板料拉深成形时,4个角部相比直边部位流动阻力更大,直边部位材料过度向模具型腔内流动,造成凸缘区周向压应力过大,进而引起起皱,当零件拉深深度较大时,圆角部位材料变形剧烈且材料流动不均匀,极易产生开裂;采用20 kN的压边力、梯形的凹模向下运行方式和类椭圆形板料的工艺参数可以控制材料流动,使板料变形均匀并改善凸缘区起皱和圆角区开裂缺陷。结论 有限元模拟可为冲裁工艺参数的选取提供理论指导。     

韧性断裂准则在高强钢板料成形中的应用

 针对板料成形中的韧性断裂准则预测成形极限的方法,进行了综述和分析,提出了利用韧性断裂准则能够较好地预测塑性差的板料成形极限,而且还能考虑应变路径的变化．将Cockroft和Latham准则应用到高强度钢板DP590的成形预测中．对高强钢DP590进行了单向拉伸试验,获得了相应的物性参数．同时对该高强钢进行了方盒件成形试验,并进行了相应的有限元模拟．通过对高强钢的极限试验,利用有限元模拟获得了该材料的Cockroft和Latham准则常数．最后利用该常数对方盒件的拉深过程进行了缺陷的预测,模拟结果和试验结果完全吻合．表明韧性断裂准则是可以应用到高强度钢板的成形中的．     

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。     

工艺参数对镀锌钢板成形性能影响的试验研究

充分发挥计算机数值模拟试验与物理试验相结合的研究方法的优点,针对影响汽车用热镀锌钢板拉深成形性能的主要工艺参数(凹、凸模圆角半径、压边力、摩擦系数)进行正交试验,得出该4种工艺参数对汽车用热镀锌钢板成形性能影响的显著性指标,并对该种板料拉深成形工艺组合进行了优化.     

基于数值模拟的盒形件拉深成形变拉深筋技术研究

以盒形件为研究对象,建立了盒形件拉延筋成形的数值模型,分别对盒形件固定拉深筋和变拉深筋成形进行了数值模拟研究,并进行了工程试验的验证,对结果及误差进行了分析,实现了基于拉深筋高度变化的变拉深筋技术.这种方法能有效发挥板料成形性能,提高零件拉深成形质量.     

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。     

分块压料与板坯形状对 St16 钢板矩形盒拉深成形性的影响

目的研究St16钢板矩形盒拉深的成形性能。方法在St16冷轧薄板进行单轴拉伸试验的基础上,利用有限元软件eta/DYNAFORM,分析了分块变压料力控制技术与优化板坯形状两种工艺方案对矩形盒拉深成形性的影响。结果分块变压料力与优化板坯形状均可以提高矩形盒的极限拉深深度,且优化板坯形状的效果更好。两种方案的综合应用能大幅度地提高矩形盒件的拉深性能。结论通过改善法兰变形流动情况,可以大幅度提高矩形盒拉深成形性,为确定成形工艺和模具设计制造提供参考。     

筒形件深拉伸褶皱预防方法的研究

分析轴向弯矩致使筒形件深拉伸褶皱产生的机理,得到材料褶皱发生的临界状态的平衡式。根据板料产生皱褶的临界相对厚度,讨论在不压料条件下板料的屈服强度σs、弹性模量E、泊松比μ、硬化指数n和拉深系数m等因素对筒形件法兰褶皱产生的影响。讨论在压料条件下,模具参数、拉深工况、板料初始几何参数、材料性能参数等因素对抑制法兰褶皱的临界压边力的影响,制定出防止法兰褶皱产生的工艺措施。     

AZ31镁合金板锥杯与扩孔成形性能研究

对AZ31镁合金板在20~300℃条件下进行了拉伸力学性能、锥杯及扩孔试验研究。结果表明:随着变形温度的升高,AZ31镁合金板抗拉强度逐渐下降而延伸率不断提高;随着温度升高,锥杯值CCV逐渐减小,300℃时具有较小的锥杯值CCV,获得了较好的“拉深+胀形”复合成形性能;随着温度升高,AZ31镁合金板的扩孔成形性能显著提高。