實(shí)現(xiàn)輕量化結(jié)構(gòu)的途徑之一是零部件的緊湊化設(shè)計(jì)與功能集成,這導(dǎo)致零件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度提高,進(jìn)而對塑性加工工藝提出了新的要求。在此背景下,板料體積成形工藝（Sheet Bulk Metal Forming,SBMF）逐步發(fā)展起來。該工藝融合了沖壓成形與體積成形各自的優(yōu)勢,在成形非等壁厚或功能特征集成的結(jié)構(gòu)零件時(shí),可有效縮短工藝鏈,提高成形精度并節(jié)約生產(chǎn)成本。然而,在側(cè)壁鐓鍛成形過程中,仍存在失穩(wěn)折疊、填充不滿和載荷陡增等工藝難點(diǎn)。為克服上述問題,本文開展了系統(tǒng)的研究工作,具體包括:（1）提出了一種基于可控變形區(qū)的側(cè)壁鐓鍛成形技術(shù)（Upsetting with Controllable Deformation Zone,U-CDZ）,可有效克服長細(xì)比（側(cè)壁高度與厚度之比）限制,避免傳統(tǒng)側(cè)壁鐓鍛增厚工藝易出現(xiàn)的失穩(wěn)折疊缺陷。通過引入反頂油缸,搭建了可控變形區(qū)側(cè)壁鐓鍛成形實(shí)驗(yàn)平臺,實(shí)現(xiàn)工件、凸模、凹模和反頂凸模之間的相對運(yùn)動。基于上述相對運(yùn)動,側(cè)壁材料在成形過程中從保持型腔逐漸擠入成形型腔;優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)和反頂凸模背壓,形成穩(wěn)態(tài)變形區(qū),實(shí)現(xiàn)了側(cè)壁材料的漸進(jìn)鐓鍛成形。以薄壁外齒件為例,驗(yàn)證了可控變形區(qū)... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

板料體積成形工藝潛在的工業(yè)應(yīng)用及TCRC項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)件[13]

第一章緒論5積成形工藝與拉深、整形、彎曲、翻邊等板料成形工藝相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。圖1-3板料體積成形工藝分類及其特點(diǎn)[28]Fig.1-3Classificationandcharacteristicsofsheet-bulkmetalformingprocesses[28]圖1-4基于工件截面的板料體積成形分類[29]Fig.1-4ClassificationofSBMFprocessesbasedoncross-sectionsofproducts[29]Wang等[15]依據(jù)工藝復(fù)合的方式，將板料體積成形工藝分為單一工藝和復(fù)合成形工藝，其中，單一工藝包括擠壓（凸臺類零件）、旋壓（軸對稱內(nèi)齒件）、塑性連接（管-管連接、管板連接等）；復(fù)合成形工藝包括拉深鐓粗復(fù)合成形工藝（側(cè)壁增厚或者外齒件）、彎曲拍扁復(fù)合成形工藝（非等厚定制板、圓角強(qiáng)化等）、拉深擠壓復(fù)合成形工藝（階梯型壁厚、側(cè)壁功能特征成形）、拉深反擠壓復(fù)合成形工藝（凸臺成形）、精沖鍛造復(fù)合成形工藝（階梯孔）等。板料體積成形的主要目的是實(shí)現(xiàn)局部特征的成形，包括功能特征和局部增厚，如

上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文8理，首先通過彎曲預(yù)成形在目標(biāo)增厚區(qū)聚集更多的板料，再利用平板壓縮達(dá)到局部增厚的目的。該定制板應(yīng)用于方形盒的拉深成形，將其成形極限高度由傳統(tǒng)成形的21.3mm提高至28.3mm。局部區(qū)域壓縮減薄使材料流向指定區(qū)域，也是提升成形性、優(yōu)化材料厚度分布的有效方案。如圖1-8所示，在Nakano等[39]的研究中，直徑小于工件的凸模對板材進(jìn)行局部壓縮，在外圍板料彎曲的同時(shí)，材料在底部圓角區(qū)域積聚，并在拉深過程中實(shí)現(xiàn)直角拉深成形，該工藝方法還擴(kuò)展至離合器轂體的成形[40]。圖1-7兩階段板料周向位置局部增厚:(a)拉深(b)壓縮[37]Fig.1-7Two-stageformingofcirculartailoredblankhavinglocalthickening:(a)Drawing(b)Compression[37]圖1-8小圓角齒輪轂拉深成形[39]Fig.1-8Formingofgeardrumwithsharpbottomcorner[39]除了在成形前預(yù)制非等厚的坯料以提升拉深性能，在成形過程中或成形后局部壓縮實(shí)現(xiàn)材料的非等厚分布也是可行的方案。Hirasawa等[41]采用多動壓機(jī)，在翻邊的同時(shí)壓縮靠近圓角內(nèi)側(cè)的底部區(qū)域，材料流向側(cè)壁區(qū)域，實(shí)現(xiàn)小圓角翻邊，進(jìn)一步

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋁合金實(shí)心凸起結(jié)構(gòu)板鍛造成形工藝[J]. 董文正,張存園,林啟權(quán),王志剛.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2017(11)
[2]TC11鈦合金構(gòu)件沖鍛成形工藝[J]. 楊文華,吉衛(wèi),周朝輝,郝愛國,趙建斌.  鍛壓技術(shù). 2017(09)
[3]輕量化材料驅(qū)動汽車未來 記“2014中國汽車材料系列論壇”[J]. 彭斐.  汽車與配件. 2014(10)
[4]臺階式凸模精沖工藝分析及數(shù)值模擬[J]. 衛(wèi)萬周,向華,莊新村,趙震,黃新華.  塑性工程學(xué)報(bào). 2012(01)
[5]航空連接件沖鍛成形工藝模擬及優(yōu)化[J]. 惠文,李萍,王剛.  武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[6]離合器轂體中心孔緣的沖鍛成形工藝研究[J]. 鄭秋,王新云,夏巨諶.  鍛壓技術(shù). 2011(04)
[7]剪擠成形工藝分析及數(shù)值模擬研究[J]. 郭安庶,莊新村,趙震,董湘懷.  鍛壓技術(shù). 2011(03)
[8]離合器連軸體沖鍛成形數(shù)值模擬研究[J]. 王剛,薛克敏,王剛超,王榮勝.  金屬加工(熱加工). 2011(03)
[9]1100-H14鋁合金板冷沖鍛成形過程的有限元模擬[J]. 王可勝,劉全坤,張德元.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2010(02)
[10]汽車飛輪盤溫沖鍛成形工藝研究[J]. 王新云,羅文濤,夏巨諶,胡國安.  鍛壓技術(shù). 2009(05)

碩士論文
[1]圓板中心區(qū)域沖鍛增厚工藝的研究[D]. 趙衍璋.華中科技大學(xué) 2016
[2]薄輻板厚輪緣盤形件單工步旋壓成形工藝研究[D]. 李蘭.華中科技大學(xué) 2015
[3]帶增厚凸緣的齒形離合器轂體沖鍛成形工藝研究[D]. 鄢光旭.華中科技大學(xué) 2014
[4]中厚板凸柱成形數(shù)值模擬與工藝試驗(yàn)研究[D]. 王偉.機(jī)械科學(xué)研究總院 2013
[5]螺紋板零件沖鐓復(fù)合成形工藝研究[D]. 史植廣.河北科技大學(xué) 2013
[6]帶輪近凈成形工藝研究[D]. 楊善文.合肥工業(yè)大學(xué) 2013
[7]2024鋁合金板材彎曲鐓厚熱沖鍛過程殘余應(yīng)力的研究[D]. 李達(dá).華中科技大學(xué) 2013
[8]板料凸起成形的沖鍛復(fù)合塑性成形工藝及其機(jī)理研究[D]. 董文正.湘潭大學(xué) 2012
[9]轎車自動變速箱飛輪盤溫沖鍛成形研究[D]. 羅文濤.華中科技大學(xué) 2009
[10]大厚差板材零件的冷沖鍛成形工藝及其機(jī)理研究[D]. 歐陽坤.華中科技大學(xué) 2009



本文編號：3625051