特殊成形技巧

<正> 一、冲孔整修法 对于一个要求内孔光洁,精度较高,断面垂直度较好的无塌角或小塌角的冲压件;常规工艺是先冲孔,后整修;甚至直接采用精冲(带齿形压边圈)的方法。前者虽模具制作简单,但由于使用了两副模具,设备和人力都增加,从而提高了生产成本。后者制作困难,成本高。若采用图1所示冲孔整修     

4045/3003/4045三层复合铝合金板斜刃横剪断面形貌及加工硬化分析

针对0. 5 mm厚的4045/3003/4045三层复合铝合金板斜刃横剪加工过程,分析了剪切间隙(刃口侧隙)对复合铝合金板断面形貌特征及加工硬化的影响。结果表明,三层复合铝合金板的断面形貌有不同特征,剪切断面在上、中、下材料层均有塌角形成,剪切带则由上、中层材料组成,断裂带由中、下层材料组成。随着剪切间隙的增大,剪切断面平整度变差,上、中层塌角逐渐增大,下层塌角逐渐减小,剪切带逐渐减小,断裂带逐渐增大。材料强度较低的中间层板材的加工硬化程度要大于表层材料的加工硬化程度,且下层材料的加工硬化程度大于同材料上层的加工硬化程度,截面最大硬度值发生在中间层板材剪切带与断裂带的交界处。随着相对间隙的增加,复合板材各层的加工硬化程度均逐渐减小,这与复合板材断面形貌特征相一致。     

精密无毛刺分切圆盘剪侧隙对分切断面的影响

采用精密无毛刺分切即圆盘剪塑性剪切压迫分离工艺方法对镀锌板进行加工,研究了圆盘剪侧向间隙(侧隙)对分切断面形貌和加工硬化的影响。结果表明,圆盘剪侧隙是影响材料加工硬化的关键因素,对分切断面形貌也有一定的影响,随着侧隙的增加,剪切塌角高度先减小后增加,挤压塌角则缓慢减小,塑性剪切区高度逐渐减小,而挤压剪切区则先增大后减小,在侧隙为0.02mm时能够获得较好的分切断面质量。圆盘剪侧隙越小,断面最大硬度值越大、加工硬化层深度越小。断面加工硬化程度与分切断面形貌特征直接相关,硬度值沿剪切方向先增大后减小,在塑性剪切区与断裂区交界处硬度达到最大值。     

基于响应面法的枝杈类锻件挤压成形折叠缺陷参数化研究

以枝杈类锻件挤压成形过程中枝杈根部产生的折叠缺陷为研究对象,采用数值模拟、响应面法及试验相结合的方法进行研究,将影响折叠缺陷程度最大的3个参数,即挤压速度v、冲头底锥相对直径d/D和模具圆弧外端与冲头环形平面距离h作为设计变量,建立了枝杈根部最大折叠长度Llap的目标函数关系式。研究结果表明,增大挤压速度v、模具圆弧外端与冲头环形平面距离h以及减小冲头底锥相对直径d/D均可减小折叠长度,并且对最大折叠长度Llap影响的主次顺序为d/Dh v。试验结果与数值模拟结果均验证了Llap函数表达式的正确性,3种方法所得最大折叠长度误差为5. 44%～15. 02%。     

枝杈类锻件挤压成形折叠缺陷影响参数分析

面向枝杈类锻件挤压成形过程中的折叠缺陷,基于正交设计法,采用数值模拟与实验相结合的方法研究成形参数对折叠缺陷的影响。数值模拟结果表明:折叠长度随冲头底锥相对直径d/D(d为冲头底锥直径,D为挤压筒直径)、枝杈角度α的增大而增大,随枝杈根部圆角半径r、模具圆弧外端与冲头环形平面距离h的增大而减小。通过极差分析,发现对折叠长度的影响程度依次为:冲头底锥相对直径d/D,模具圆弧外端与冲头环形平面距离h,枝杈角度α,圆角半径r。挤压成形实验的实验结果与数值模拟结果相吻合,验证了数值模拟的准确性,可供枝杈类锻件的无缺陷锻造参考。     

镀锌板圆盘剪分切侧向间隙对断面形貌的影响

通过镀锌板圆盘剪分切加工实验,研究镀锌钢板分切断面形貌特征及分切侧向间隙对剪切带、断裂带、塌角、撕裂角、毛刺等特征的影响规律。结果表明,侧向间隙是影响分切断面形貌的关键工艺参数,随着侧向间隙的增大,分切断面的剪切带高度迅速减小,塌角和撕裂角呈线性增大,而毛刺高度则先增大后减小再急剧增大。侧向间隙较小时,分切断面以塑性剪切带为主,表面质量和精度较高;侧向间隙较大时,以粗糙的断裂带为主,表面质量和精度较差;侧向间隙为板材厚度的1.25%～2.50%时,分切断面具有较为理想的表面质量。     

提高厚钢板小孔冲裁质量的工艺参数优化

为提高10钢厚板小孔(t/d≥1、t4 mm)的冲裁质量,研究厚板冲裁工艺参数材料厚度t、冲裁小孔直径d、凸凹模间隙c及摩擦因子m对冲裁成形质量的影响规律。通过数值模拟和正交试验设计相结合研究发现:影响相对光亮带长度最大的因素是凸凹模间隙,其次是板料厚度和小孔直径,摩擦因子的影响程度较弱;相对光亮带长度随着凸凹模间隙的增大而先增大后减小,随着板料厚度的增加而增加,随着小孔直径和摩擦因子的增加并未有较大的变化。综合分析,为了提高冲裁质量,优化的厚径比为1.1~1.5,凸凹模间隙选用(5%~10%)t。通过生产试验,模拟结果与试验结果相一致,冲孔成形质量好。     

如何强化小孔冲头

当使用细长的小冲头在抗剪强度较高、厚度较大的坯料上冲孔时,冲头承受了很大的压缩应力和弯曲应力。当冲头的长径比大于5时,在使用中就会产生种种麻烦,因此必须采用特殊的方法加以强化。 1.单件圆形冲头在下列情况下必须对小孔冲头采取强化措施: (1)冲孔直径小于0.100in; (2)板料抗剪强度较低,孔径:料厚<1.5; (3)板料抗剪强度较高,孔径;料厚<2。强化方法为:(1)加粗冲头杆部;(2)附加支承套管。首先可以采用较大直径的冲头杆部和较短的冲切部分。这类冲头常用的尺寸比例参见图     

液压冲孔数值模拟

采用DEFORM 2D有限元模拟软件研究液体压力、冲头直径以及管坯壁厚的变化对液压冲孔过程的影响,获得冲头推力、冲孔后纵向塌陷尺寸和塌陷区域面积在不同控制参数下的变化趋势,并进行工艺实验验证。结果表明:管内液体压力增加、冲头直径增加、材料壁厚增加都会使冲头推力增大;冲头直径和液体压力对塌陷影响较大,随着冲头直径的增加和内压的降低,塌陷深度尺寸和塌陷区域面积都明显加大,材料壁厚对塌陷尺寸的影响较小。     

板料冲裁原理与合理间隙(四)

<正> §3.4 断面形式一相对间隙试验 冲裁件的断面质量是冲裁件质量的主要标志之一,而断面质量的许多指标(包括冲裁件的断面形式、毛刺高度、相对光亮带、垂直度、平面度、塌角、撕裂带等)与相对间隙有密切的关系。根据十种常用材料各进行九种间隙的冲我试验,可将落料件与冲孔件的断面形式归纳如图3.11与图3.12所示。     

改进小孔冲模设计提高模具寿命

如何提高在较厚的不锈钢板上大面积冲密集小孔的冲模的寿命,是个关键问题。使用细长的小冲头在抗剪强度较高、厚度较大的不锈钢饭上冲孔,冲头将承受很大的压缩应力和弯曲应力。当冲头的长径比大于5时,经常发生断裂。因此必须采用特殊方法加以强化。在下列情况下必须对小孔冲头采取强化措施。 (1)冲头直径为1—3 mm。 (2)板料抗剪强度高,孔径d小于料厚的1/2。     

凹模刃口倒角对薄壁精冲件塌角高度的影响

介绍了塌角形成及其影响因素,设计了凹模刃口倒角部分。为减小薄壁精冲件断面塌角,利用有限元模拟软件DEFORM-2D研究了某型槽针针坯的塌角情况。通过改变凹模刃口倒角高度,观察针坯塌角变化及光亮带比例变化情况。分析了塌角大小随凹模刃口倒角高度变化趋势及冲裁过程中力-行程曲线。对模拟情况做了相关实验,实验结果与模拟结果基本一致。对于薄板冲裁件而言,塌角高度随凹模刃口倒角高度减小而减小,但倒角高度过小时,撕裂带会增大,光亮带比例有所减小。     

通过实验、理论和数值模拟技术研究AZ80镁合金的剪切性能（英文）

剪切冲孔试验(SPT)适用于表征各种材料的剪切性能,尤其是受到体积限制的材料。本文研究AZ80镁合金的屈服和极限剪切强度与各种参数(间隙、模具直径和样品厚度)之间的关系。此外,基于Mohr-Coulomb理论,在剪切冲孔试验中引入了相对最优条件。结果表明,合适的间隙/片材厚度比范围为2%～10%。为了在剪切冲孔试验中提供单剪切应力状态,需要选择的模具直径/片材厚度比为2:1～10:1。基于Mohr-Coulomb理论预测,得到室温剪切冲孔试验的最优参数为:样品厚度0.5 mm,间隙25μm,模具直径2 mm。通过铸态AZ80镁合金的剪切屈服强度换算得到其抗拉和抗压屈服强度的平均换算系数分别为1.70和3.09。     

凹模刃口倒角及模具间隙对细薄精冲件断面塌角的影响

为了减小精冲件断面塌角,分析研究了塌角形成及其影响因素,设计了凹模刃口倒角。对影响精冲件断面塌角的凹模刃口倒角高度及倒角角度、凹凸模间隙三个因素进行了研究,并设计了考虑交互作用的正交试验,测量了精冲件塌角及光亮带比例。结果表明,在凹模倒角高度为0.05 mm、倒角角度5°、模具间隙0时,细薄精冲件的断面质量较好。     

制动蹄筋冲孔冲头的选材和热处理

<正> 制动蹄筋是汽车制动器上的一个零件,材料20钢,用厚度为6毫米的钢板冲压制成,该零件上面有5个直径为8毫米的小孔,用冲模一次冲出。冲模的5个冲头固定于上模板上,冲头的形状如图1所示。 以往用T10钢和Cr12钢制造冲孔冲头,经淬火、回火后使用,工作部分硬度为     

挤压工艺参数对枝杈类锻件折叠缺陷的影响

针对枝杈类锻件挤压成形过程中枝杈根部出现折叠缺陷的问题,基于DEFORM-3D体积成形软件研究了工艺参数对金属流动及折叠缺陷的影响规律。通过数值模拟和试验研究,发现改变枝杈角度等工艺参数,可有效改变枝杈根部成形时金属的流动状态,减小或消除折叠现象。研究结果表明,最大折叠长度Llap随模具圆弧外端与冲头环形平面距离h、冲头挤压速度v的增大而减小,随枝杈角度α的增大而增大;当枝杈角度为定值时,减小冲头底锥相对直径d/D值或采用双向挤压可显著降低折叠缺陷的产生。     

不同层厚比的铜/铝层状复合板剪切特性研究

为研究铜/铝复合板的剪切特性,对三种不同层厚比的铜/铝复合板进行斜刃横剪加工实验,分析了不同层厚比下铜/铝复合板的断面形貌特征、加工硬化及剪切力的变化规律。结果表明:不同层厚比的复合板材剪切断面形貌特征略有不同,在铜层占比较大时,铜层也会出现断裂带。随着铜层占比的增大(即铜/铝层厚比增加),剪切断面平整性变好,塌角、毛刺逐渐增大,剪切带逐渐增大,断裂带逐渐减小,加工硬化程度及范围增加,剪切力增大。在层厚比较小(1∶9和2∶8)时,复合板材断裂为剪切断裂和微孔聚集型断裂的混合型断裂模式,而层厚比较大(3∶7)时为剪切断裂模式。     

枝杈类锻件挤压成形工艺参数对折叠缺陷的影响分析

针对枝杈类锻件挤压成形中易出现折叠缺陷的现象,通过Deform-3D软件研究了成形参数对枝杈根部金属流动及折叠缺陷的影响。结果表明,金属流速不均匀和金属的汇流是造成锻件折叠缺陷的主要原因;最大折叠长度Llap随冲头底锥相对直径d/D、冲头凸台锥度β的增大而增大;随枝杈根部圆角半径r的增大而减小。改变工艺参数可有效改变枝杈根部金属的流动状态,减小或消除折叠现象,获得无折叠缺陷的枝杈类锻件。试验结果证实了数值模拟的准确性。     

基于数值模拟的厚板精冲件剪切面缺陷研究

借助有限元分析软件Deform-2D,以材料为AISI1020钢、直径为Φ30 mm、厚度为7 mm的精冲落料件的剪切面缺陷作为研究对象,以齿圈压边精冲工艺为精冲成形方法对厚板的精冲成形展开模拟研究。从精冲成形过程和力学角度描述了厚板精冲件剪切面撕裂带和塌角的形成过程,并得到影响剪切面缺陷的因素有:凹模圆角半径、精冲材料弹性模量、凹模摩擦系数、反压板摩擦系数、反顶力等;以上述各因素作为参考变量建立有限元模型,进行单因素影响的模拟研究,得到各因素对厚板精冲件剪切面缺陷的影响规律;最后利用正交试验方法进行多因素影响研究,得出上述各因素对厚板精冲件剪切面缺陷影响的主次关系,取得剪切面缺陷最小的优化参数组合。     

多向模锻上冲头偏载原因的分析

本文以A105材质4口寸三通锻件为例,通过有限元模拟分析了间隙、坯料温度、垂直冲孔深度对上冲头承受偏载载荷的影响,结果表明,由于间隙和坯料温度局部降低情况的存在,造成上冲头在锻造过程中承受偏载载荷,这是锻件偏心和上冲头倾斜变形甚至断裂的主要原因。适当减小垂直孔深,上冲头的偏载载荷显著降低,但是垂直冲孔深度变化要综合考虑,同时应取得顾客同意。