【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(shí)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(shí)換模具有重要意義。針對(duì)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(jì)板料擠壓模具的方法研究精沖模具磨損,并進(jìn)行擠壓磨損實(shí)驗(yàn)。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(dòng)兩個(gè)方面來分析模具磨損�？偨Y(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(jī)理,最直接的方式就是進(jìn)行精沖實(shí)驗(yàn)。由于精沖工藝的復(fù)雜性和精沖設(shè)備的精密性,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行精沖實(shí)驗(yàn)需要多次拆卸裝配,無法保證模具裝配精度,會(huì)對(duì)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(jì)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(duì)兩種模型與精沖模具在成形過程中的受力與材料滑動(dòng)情況進(jìn)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(jìn)行精沖模具磨損的研究。對(duì)比兩種模型的優(yōu)缺點(diǎn),最后選用板料擠壓方式進(jìn)行下一步研究。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)帶有壓邊的板料擠壓模具,并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。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(jìn)行擠壓實(shí)驗(yàn),定量測量了單次擠壓過程中材料沿著刃口處滑動(dòng)情況,總結(jié)不同尺寸段處材料滑動(dòng)大小與規(guī)律。進(jìn)行大批量板料擠壓實(shí)驗(yàn),測量不同擠壓次數(shù)模具刃口輪廓,并對(duì)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(shí)相對(duì)于凸模運(yùn)動(dòng)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(jī)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(shí)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(dòng)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(jìn)精沖壓機(jī)或模具設(shè)計(jì)結(jié)正交實(shí)驗(yàn)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(jī)需要具有高剛度和良好的動(dòng)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(duì) 12000kN 精沖壓機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了在減輕壓機(jī)重量的有所提高。Qin 等[16]通過實(shí)驗(yàn)和有限元模擬分析了不加 V 形壓邊圈時(shí)，式凸模沖壓板料時(shí)的理論機(jī)制。階梯式凸模結(jié)構(gòu)增加了剪切區(qū)的靜水壓料流動(dòng)，因此同樣能得到光亮的剪切面。對(duì)于尺寸要求高的精密齒輪類零負(fù)凸凹模間隙可以解決精沖塌角問題。負(fù)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(duì)型腔形狀進(jìn)行優(yōu)化，最后得到精沖件剪斷面能達(dá)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(diǎn)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG385

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 史雙喜;李福濤;;基于Deform的精沖模具磨損特性研究[J];潤滑與密封;2015年07期

2 鄧明;陳明明;寧國松;;閉擠式精沖件表面耐磨性實(shí)驗(yàn)分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2012年09期

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本文編號(hào)：2695259