輪胎模具鋼片在沖壓成形過程中,由于材料屬性、沖壓工藝條件以及加工環(huán)境等因素的影響,輪胎模具鋼片成形后會出現(xiàn)破裂、起皺、回彈等缺陷問題。工藝缺陷的產(chǎn)生會對后續(xù)與花紋塊的裝配產(chǎn)生干擾,進而影響到輪胎花紋的硫化成型精度。本課題以平形輪胎模具鋼片為研究對象,采用將理論分析與有限元模擬仿真相結(jié)合的方法,探索輪胎模具鋼片在沖壓成形過程中工藝參數(shù)對沖壓成形質(zhì)量的影響規(guī)律,分析其主要加工板材SS304不銹鋼的材料性能,并建立輪胎模具鋼片沖壓模型,通過有限元模擬軟件模擬,分析不同模具間隙、摩擦系數(shù)、壓邊力以及沖壓速度下的輪胎模具鋼片成形質(zhì)量規(guī)律,預測成形缺陷,優(yōu)化工藝參數(shù)。論文主要工作包括以下幾個方面:（1）介紹輪胎模具鋼片在輪胎硫化成型中的重要作用,并對其在沖壓成形過程中的工藝缺陷及缺陷產(chǎn)生機理進行歸納總結(jié),比較系統(tǒng)的介紹了有限元沖壓成形理論,包括材料模型、接觸摩擦以及求解算法等。（2）利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ICP-MS和Instron型材料試驗機獲得SS304不銹鋼的主要材料性能參數(shù)。闡述輪胎花紋種類和工藝要求,分析輪胎模具鋼片成形技術(shù)及工藝流程。（3）建立平形輪胎模具鋼片模型,確定成形極限圖和... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

直角坐標系應力分布

青島科技大學研究生學位論文11象，導致成形工件的精度無法滿足工藝生產(chǎn)需要。綜上所得，破裂、起皺、回彈是沖壓成形領域主要的三個工藝缺陷，如何在滿足工藝精度的同時減少上述工藝缺陷的產(chǎn)生，也是后續(xù)生產(chǎn)加工的研究重點。2.2.1破裂破裂是板料沖壓成形過程中最為嚴重的工藝缺陷，一旦成形零部件出現(xiàn)破裂現(xiàn)象就必被淘汰。破裂的本質(zhì)是由于拉伸變形過程中應變強化過大，嚴重超出了板料的極限形變量，導致沖壓成形過程中出現(xiàn)過度減薄而產(chǎn)生裂紋最終發(fā)生破裂。按照破裂性質(zhì)劃分為強度破裂及塑形破裂[44]，當變形區(qū)強度達到極致時，產(chǎn)生強度破裂；當變形區(qū)的變形水平超過板料最大變形量，則會產(chǎn)生塑性破裂，如圖2-2所示。有限元模擬技術(shù)判斷破裂的依據(jù)主要有成形極限圖、最大減薄率、成形后應力應變分布等。圖2-2強度破裂與塑性破裂力與形變示意圖Fig.2-2schematicdiagramofstrengthfractureandplasticfractureforceanddeformation在板料沖壓成形過程中，由于板料本身抗拉強度小于內(nèi)部拉應力的原因，使板料在沖壓成形時板料內(nèi)部出現(xiàn)應力失穩(wěn)現(xiàn)象，進而引發(fā)成形零部件局部發(fā)生破裂，嚴重影響加工零部件成形質(zhì)量。導致破裂產(chǎn)生的因素如下所述：（1）當壓邊力設置過大時，板料內(nèi)部流動會受到較大的阻力，導致板料流動速度變慢，產(chǎn)生拉伸過度變形；（2）凸凹模間隙太小，合模時板料過于夾緊，導致流動阻力過大，潤滑不到位導致板料無法成行，易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象；（3）凹模拔模角太小，板料拉伸深度過大，板料本身性能無法滿足深度拉伸，導致產(chǎn)生破裂現(xiàn)象。

輪胎模具鋼片沖壓成形及模擬技術(shù)研究122.2.2起皺起皺是由于板料在沖壓成形過程中受到應力壓縮而產(chǎn)生的失穩(wěn)現(xiàn)象[45]，是板料沖壓過程中常見的工藝缺陷之一。其產(chǎn)生機理相對復雜，主要原因是沖壓成形過程中板料內(nèi)部產(chǎn)生應力分布不均現(xiàn)象，厚度方向所受壓力過大而導致局部出現(xiàn)塑性變形，使得零部件表面及邊緣部位出現(xiàn)高低起伏的波紋，對成形零部件的外觀和成形精度產(chǎn)生影響。起皺機理如圖2-3所示：圖2-3沖壓成形起皺機理Fig.2-3wrinklingmechanismofstamping起皺現(xiàn)象不會影響板料的強度，但是會影響零部件美觀，無法滿足成形件的工藝設計要求，同時會對后續(xù)生產(chǎn)裝配造成影響。導致起皺產(chǎn)生的因素如下所述[46]：（1）壓邊力過小，模具間隙過大以及拉伸筋間隙較大都會使板料流動阻力變小，流動速度過快，產(chǎn)生起皺現(xiàn)象；（2）模具彎曲角尺寸設計過大，導致板料內(nèi)部流動阻力減少，進而產(chǎn)生起皺現(xiàn)象；（3）零件拉伸深度較小，使成形零部件局部變形不充分。2.2.3回彈模具卸載后的回彈變形始終是沖壓成形領域中難以攻克的工藝缺陷之一。板料沖壓成形過程中同時伴隨著彈性變形和塑形變形。沖壓成形完成后，板料會產(chǎn)生不可恢復的塑性變形，但成形零部件內(nèi)部仍然存在彈性變形�；貜検侵府斖廨d荷消失，成形零部件塑性變形部分保持不變，板料內(nèi)部彈性變形消失而產(chǎn)生彈性恢復的現(xiàn)象，回彈導致成形后的零部件尺寸與實際工藝需求產(chǎn)生偏移[47-48]，使得無法與后續(xù)的工序完成精確的裝配，影響正常的加工流程�；貜椀谋举|(zhì)是反動現(xiàn)象，即對沖壓成形中的一系列作用力所產(chǎn)生的最終表層現(xiàn)象的阻礙行為[49]。

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本文編號：3505360