【摘要】：內(nèi)孔雙面凸臺(tái)結(jié)構(gòu)在零件上的使用不僅能夠增強(qiáng)零件嵌合在軸上的強(qiáng)度,還能提高零件的軸向定位精度。傳統(tǒng)的內(nèi)孔雙面凸臺(tái)成形主要采用切削加工。這種成形工藝不僅原材料利用率低,并且成形過(guò)程復(fù)雜、生產(chǎn)效率低。板料體積復(fù)合成形是一種既能提高材料利用率又能增強(qiáng)零件機(jī)械性能的復(fù)合塑性成形工藝。如果能夠?qū)辶象w積復(fù)合成形工藝應(yīng)用到內(nèi)孔雙面凸臺(tái)結(jié)構(gòu)成形上,不僅能夠克服傳統(tǒng)切削加工的缺點(diǎn),還能發(fā)揮板料體積復(fù)合成形工藝的優(yōu)勢(shì)。因此,研究中厚板內(nèi)孔雙面凸臺(tái)復(fù)合成形工藝對(duì)于內(nèi)孔雙面凸臺(tái)結(jié)構(gòu)在零件制造上的應(yīng)用具有重要的意義。本文首先根據(jù)內(nèi)孔雙面凸臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行成形工藝分析從而確定切實(shí)可行的中厚板內(nèi)孔雙面凸臺(tái)成形工藝方案。在工藝方案確定的基礎(chǔ)上,在Deform-2D軟件中完成網(wǎng)格劃分、材料模型的定義、邊界條件的設(shè)置、斷裂準(zhǔn)則的選取等二維有限元模型建立工作。在中厚板內(nèi)雙面凸臺(tái)復(fù)合成形二維有限元模型的基礎(chǔ)上,分析了中厚板內(nèi)孔雙面凸臺(tái)復(fù)合成形過(guò)程中的金屬流動(dòng)、應(yīng)力應(yīng)變分布、等效應(yīng)變分布、平均應(yīng)力分布、行程載荷曲線以及凸臺(tái)端面質(zhì)量等問(wèn)題。針對(duì)內(nèi)孔雙面凸臺(tái)成形后期達(dá)到成形極限后裂紋出現(xiàn)的位置進(jìn)行了預(yù)測(cè)。在基本變形規(guī)律分析的基礎(chǔ)上,研究了凸凹模圓角半徑、板料厚度、凸臺(tái)厚度、摩擦系數(shù)以及擠壓速度等參數(shù)對(duì)于最大凸模載荷和凸臺(tái)端面質(zhì)量的影響規(guī)律,并通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),采用方差分析的方法,確定了各工藝參數(shù)對(duì)于單目標(biāo)的影響程度大小,然后以最大凸模載荷和凸臺(tái)端面高度差為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)上述工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,確定了最佳工藝參數(shù)組合。通過(guò)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成了中厚板鋁合金內(nèi)孔雙面凸臺(tái)復(fù)合成形實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了有限元模擬的準(zhǔn)確性以及工藝方案的可行性,并且零件在過(guò)度變形后出現(xiàn)了裂紋,裂紋出現(xiàn)的位置以及擴(kuò)展的方向與有限元模擬結(jié)果一致。通過(guò)對(duì)于內(nèi)孔雙面凸臺(tái)件的金相試驗(yàn),得到了不同區(qū)域的晶粒形態(tài)分布以及顯微硬度分布規(guī)律,基于有限元模擬得到的宏觀變形規(guī)律以及金相試驗(yàn)得到的顯微組織分布規(guī)律,建立了內(nèi)孔雙面凸臺(tái)復(fù)合成形的宏觀變形與微觀組織演變之間的聯(lián)系。通過(guò)微拉伸測(cè)試,分析了內(nèi)孔雙面凸臺(tái)復(fù)合成形對(duì)中厚板鋁合金力學(xué)性能的影響。
【圖文】：

（a）成形前 （b）成形后圖 2-2 方案一成形工藝簡(jiǎn)圖圖 2-3 方案一有限元模擬結(jié)果二：如圖 2-4 所示，采用正反擠復(fù)合成形工藝。在成形開(kāi)始之前進(jìn)行預(yù)沖孔，得到如圖 2-4（a）中的環(huán)狀坯料，然后將預(yù)沖孔料通過(guò)套在中心軸上而置于圖 2-4（a）所示的模具內(nèi)，此后凸

13圖 2-3 方案一有限元模擬結(jié)果 2-4 所示，采用正反擠復(fù)合成形工藝。在成孔，得到如圖 2-4（a）中的環(huán)狀坯料，然在中心軸上而置于圖 2-4（a）所示的模具案二的有限元模擬結(jié)果如圖 2-5 所示，此工于控制；凸臺(tái)是由整個(gè)板料的材料流動(dòng)成稱增長(zhǎng)，，高度一致；但是凸模與坯料接觸
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH16;TG146.21

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本文編號(hào)：2630700