【摘要】：精沖零件的塌角是衡量零件質(zhì)量好壞的一個(gè)重要指標(biāo)之一。在零件外輪廓中的尖角部分(齒形)往往會(huì)出現(xiàn)較大的塌角,是沖裁過(guò)程中材料受力塌陷的一個(gè)現(xiàn)象。過(guò)大的塌角會(huì)導(dǎo)致零件的使用性能和壽命受到很大的影響,是實(shí)際生產(chǎn)制造過(guò)程中難題之一。因此,本文從塌角成形的機(jī)理入手,通過(guò)有限元模擬建立全新的塌角成形解釋模型和塌角成形假設(shè);并從新的理論模型入手探究減小塌角的新方法,設(shè)計(jì)新的加工工藝,解決零件塌角過(guò)大的問(wèn)題。(1)通過(guò)DEFORM模擬軟件,模擬再現(xiàn)現(xiàn)存減小塌角的方法,分析減小塌角方法的共性。結(jié)合其他模擬分析塌角成形和材料流動(dòng)速度的相對(duì)關(guān)系,得到結(jié)論:塌角的形成是由零件邊緣材料相對(duì)零件中心區(qū)域材料在沖裁方向上的速度差造成的。(2)從材料流動(dòng)速度的角度,分析影響零件材料流動(dòng)速度的原因,提出塌角影響區(qū)域的假設(shè):塌角面上的每個(gè)點(diǎn)的速度是由以這個(gè)點(diǎn)為圓心的圓形區(qū)域(塌角影響區(qū)域)內(nèi),零件影響區(qū)體積和廢料影響區(qū)體積之間的比值所決定的。比值越大,這個(gè)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)的速度就越大,塌角越小。并通過(guò)大量模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到規(guī)律性結(jié)論:AISI1020材料在2/4/6/8mm厚度的情況下,塌角影響區(qū)域半徑為1/2/3/4mm。(3)根據(jù)塌角影響區(qū)域的假設(shè)設(shè)計(jì)新工藝方案減小塌角,并設(shè)計(jì)鑲塊結(jié)構(gòu)防止零件的撕裂,新工藝的宗旨是通過(guò)減小塌角影響區(qū)域中廢料影響區(qū)域體積來(lái)減小塌角。通過(guò)有限元模擬優(yōu)化模具參數(shù)后將新工藝模具加工完成,并在沖裁實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步完善模具結(jié)構(gòu)和參數(shù),將4mm厚零件的塌角從1.6mm減小到了0.5mm,塌角減小大約70%,且零件不出現(xiàn)撕裂。同時(shí)通過(guò)殘余應(yīng)力和硬度的測(cè)量分析發(fā)現(xiàn),新工藝零件的強(qiáng)度也要優(yōu)于原始零件。(4)通過(guò)DEFORM-3D模擬分析新舊模具沖頭的磨損情況,由于新模具沖頭沖裁過(guò)程中受力較小,其磨損壽命約為舊模具的五倍左右。結(jié)合對(duì)舊模具磨損壽命的調(diào)研,預(yù)測(cè)新沖頭磨損壽命可達(dá)2.5萬(wàn)次。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG386
【圖文】：

圖 1-2 齒圈壓板精沖的工藝過(guò)程1.1.2 精沖零件的特點(diǎn)及應(yīng)用精沖零件的顯著特點(diǎn)是：精沖零件在沖裁過(guò)程中和凸模相接處的一側(cè)，一般存在縱向上（與沖裁方向相反）的毛刺，故稱毛刺側(cè)；在另一側(cè)，一般根據(jù)精沖零件外輪廓的特點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生大約為板料厚度 10~30%的塌陷現(xiàn)象即塌角，故稱為塌角側(cè)。形成的剪切面如圖 1-3 所示，形狀為上寬下窄與普通沖裁的剪切面正好相反。

圖 1-2 齒圈壓板精沖的工藝過(guò)程 精沖零件的特點(diǎn)及應(yīng)用沖零件的顯著特點(diǎn)是：精沖零件在沖裁過(guò)程中和凸模相接處的一側(cè)向上（與沖裁方向相反）的毛刺，故稱毛刺側(cè)；在另一側(cè)，一般根輪廓的特點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生大約為板料厚度 10~30%的塌陷現(xiàn)象即塌角，。形成的剪切面如圖 1-3 所示，形狀為上寬下窄與普通沖裁的剪切

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文縮短零件生產(chǎn)周期，同時(shí)極大程度的減小了材料的浪費(fèi)。精沖零件不僅僅在汽車領(lǐng)域有很大的應(yīng)用，還涉及了許多其他領(lǐng)域，如家用電器、儀器儀表等領(lǐng)域。圖 1-4 所示為精沖零件在汽車領(lǐng)域中的相關(guān)應(yīng)用，包括一些齒形零件以及座椅調(diào)節(jié)、車窗調(diào)節(jié)零件。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫夢(mèng)龍;謝春生;;Cr12模具鋼熱處理工藝及耐磨性能[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2015年05期

2 呂琳;馬一龍;劉潞周;鄧明;;閉擠式精沖直齒輪時(shí)塌角的形成與控制[J];鍛壓技術(shù);2015年03期

3 孔建;姜明國(guó);;45號(hào)鋼熱處理工藝常見(jiàn)問(wèn)題及其預(yù)防措施[J];裝備制造技術(shù);2013年04期

4 孫淵;張棟;午麗娟;王慶明;;材料殘余應(yīng)力對(duì)硬度測(cè)試影響程度的分析[J];華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年05期

5 張巍;陳q諤

本文編號(hào)：2801742