【摘要】：精沖是在普沖基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種精密沖壓加工工藝,其理論基礎(chǔ)是金屬在三向靜水壓應(yīng)力作用下有更好的塑性成形能力。精沖過程中,板料金屬在較大三向靜水壓應(yīng)力下發(fā)生剪切變形,抑制裂紋的產(chǎn)生與延展。因此得到的零件表面有較高的垂直度和平行度,剪切面光亮平整,可以直接用于裝配。但在精沖過程中,模具同時承受較大的摩擦力和交變擠壓力,以及由摩擦產(chǎn)生的熱效應(yīng),上述惡劣的工作環(huán)境直接影響著模具的使用壽命。因此,預(yù)測精沖模具磨損情況并及時換模具有重要意義。針對上述問題,本文在用有限元軟件模擬精沖磨損過程的基礎(chǔ)上,提出設(shè)計板料擠壓模具的方法研究精沖模具磨損,并進行擠壓磨損實驗。主要研究內(nèi)容總結(jié)如下:通過有限元模擬精沖剪切過程,結(jié)合Archard磨損模型,從接觸應(yīng)力分布和材料滑動兩個方面來分析模具磨損。總結(jié)了模具側(cè)面、刃口和底面的磨損原因。凸模刃口部位磨損最劇烈,最先發(fā)生破壞。要研究精沖模具磨損機理,最直接的方式就是進行精沖實驗。由于精沖工藝的復(fù)雜性和精沖設(shè)備的精密性,在實驗室進行精沖實驗需要多次拆卸裝配,無法保證模具裝配精度,會對磨損結(jié)果造成很大影響。本文基于精沖模具磨損條件,提出設(shè)計V形銷-板模型和板料擠壓模具兩種方式,來研究精沖模具磨損。采用DEFORM軟件對兩種模型與精沖模具在成形過程中的受力與材料滑動情況進行模擬比較,發(fā)現(xiàn)兩種模型與精沖模具磨損近似相同,可以用來進行精沖模具磨損的研究。對比兩種模型的優(yōu)缺點,最后選用板料擠壓方式進行下一步研究。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計帶有壓邊的板料擠壓模具,并對其進行實驗。從剪切面塌角和光亮帶兩方面分析擠壓零件。采用板料移印的方式,在擠壓板料上蝕刻圓形網(wǎng)格,并進行擠壓實驗,定量測量了單次擠壓過程中材料沿著刃口處滑動情況,總結(jié)不同尺寸段處材料滑動大小與規(guī)律。進行大批量板料擠壓實驗,測量不同擠壓次數(shù)模具刃口輪廓,并對其演化曲線擬合分析。
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第一章 緒論普沖基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種精密成形工藝，典型精沖與普通沖裁相比，精沖工藝最明顯的特征是在凹模和同時相對于凸模運動方向引入了反頂裝置[1]。其理論力作用下，塑性成形能力得到提高。模具將金屬變形紋的產(chǎn)生與延展得到抑制。精沖與普通沖裁相比有著得到尺寸精度高、表面性能好的零件，可以直接用于要由剪切機制作用，而普通沖裁過程是由剪切和斷裂工藝具有節(jié)省加工時間、節(jié)約成本、零件質(zhì)量優(yōu)良等天、造船、汽車、鐵路、建筑、醫(yī)療、化工等領(lǐng)域得

圖 1-2 四種不同 V 形壓邊圈配置下剪切過程中材料流動比較[8]g1-2 Comparison of the material flow analysis during the cutting phase of the four cases oV-ring indenter formed在精沖工藝優(yōu)化方面，常見的手段主要有：改進精沖壓機或模具設(shè)計結(jié)正交實驗或有限元模擬不同工藝參數(shù)得到最優(yōu)結(jié)果。精沖壓機需要具有高剛度和良好的動態(tài)性能以確保精沖精度。Hua 等[15]采用有限元模擬和技術(shù)對 12000kN 精沖壓機進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終實現(xiàn)了在減輕壓機重量的有所提高。Qin 等[16]通過實驗和有限元模擬分析了不加 V 形壓邊圈時，式凸模沖壓板料時的理論機制。階梯式凸模結(jié)構(gòu)增加了剪切區(qū)的靜水壓料流動，因此同樣能得到光亮的剪切面。對于尺寸要求高的精密齒輪類零負凸凹模間隙可以解決精沖塌角問題。負模具間隙越大，零件塌角相應(yīng)趨于定值[17]。在優(yōu)化 V 形壓邊圈方面，Huang 等[18]提出在壓邊板上加流施加靜水壓力來替代壓邊圈的的形式來優(yōu)化精沖結(jié)構(gòu)，比較了 U 形、V形型腔的差異，并對型腔形狀進行優(yōu)化，最后得到精沖件剪斷面能達到的光亮帶，，在相同條件下比傳統(tǒng)的精沖件質(zhì)量還要高。由于連續(xù)的 V 形工困難，Mao 等[19]提出采用不連續(xù)的點壓頭替代壓邊圈，從而降低成本
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG385

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

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本文編號：2695259