圆锥形件冲压成形研究

本文从金属质点位移与变形的角度出发 ,分析了圆锥形零件冲压成形过程中毛坯主要变形区域 (悬空锥壁部分 )的变形特点及实质。在跟踪金属质点位移轨迹的基础上 ,揭示了毛坯变形区各质点贴模位移与应变间的关系 ,从而明确提出了圆锥形件的成形机理。     

圆锥形零件冲压成形过程分析

通过分析圆锥形零件变形毛坯上不同部分在成形中的应用作用，揭示了该类零件 冲压成形特点２，得出了悬空侧壁部分的变形状态是该类零件的成形的关键，而径向拉应力是实现侧壁部分成形的必要条件，同时也是这部分冲压成形成败的关键。     

圆锥形零件冲压成形悬空侧壁圆锥台变形区的应力应变计算

本文用主应力法解出了圆锥形零件冲压成形悬空侧壁圆锥台变形区的应力公式,讨论了悬空侧壁圆锥台变形区大端的内皱曲是由悬空侧壁圆锥台变形区中的最大切向压应力引起;而悬空侧壁圆锥台变形区小端的破裂是由悬空侧壁圆锥台变形区中的最大径向拉应力造成。根据体积不变条件,导出了圆锥形零件冲压成形悬空侧壁圆锥台变形区的应变公式,它是拉深应变和胀形应变的复合应变。接着讨论了最大切向压应力和最大径向拉应力在冲压成形过程中的变化规律,最后给出了应力分界圆直径公式和应变分界圆直径公式,得出了满意的结论。     

半球形零件拉深成形

<正> 1 半球形零件拉深变形的基本特征 半球形件的拉深系数,对于任何直径均为定值,即m=0.71。虽然这个拉深系数要比筒形件的极限拉深系数大得多,但拉延过程中大部分毛坯材料处于悬空状态,因此,对半球形件拉深成形,要比圆筒形件困难得多,拉延过程要着重注意球头部胀形拉破和球壁部产生内皱这两种趋势。因为半球形件拉深变形与圆筒形件不同,筒形件拉深成形毛坯件的变形区域,仅仅局限于压边圈下面     

斜壁匣形件的拉深成形及模具设计

一前言拉深成形是利用模具使平面毛坯变成开口空心零件的冲压工艺。拉深延件的种类很多,由于其几何形状不同,因此,冲压过程中变形区的位置、变形的性质、变形的分布,毛坯各部位的压力状态和分布规律等都有相当大的差别。所以在确定工艺参数,工序数与顺序,以及模具的设计原则和方法等都必须区别对待。笔者在设计纺织工业中常用的多臂装置油盘(图1)的拉深模时,将确定斜壁匣形件各     

筒形件粉末软凹模拉深数值模拟及实验

采用MSC.Marc软件对圆筒件粉体软凹模拉深成形进行数值模拟,分析成形过程中应力状态和变形情况,设计圆筒件粉体软凹模拉深成形实验模具,对圆筒件粉体软凹模拉深成形进行实验研究。有限元模拟与实验结果表明,与刚性凹模拉深成形相比,粉体软凹模成形工艺可以改善零件成形受力状态和壁厚分布,能有效抑制圆筒件凸模圆角破裂危险区域微裂纹的产生,提高板材的成形极限。     

斜凸缘锥形件充液拉深中预胀作用研究

采用有限元结合实验对斜凸缘铝合金锥形件充液拉深中预胀作用进行研究。研究结果表明:在斜凸缘锥形件的成形中,凸模底面和板料在预胀以及拉深初始阶段的接触不同步,是造成零件锥壁底部产生壁厚明显减薄痕迹的原因;预胀时凸模的位置对凸模圆角处零件壁厚分布有一定的影响,并且对低端锥壁圆角处的影响比对高端锥壁圆角的影响更为显著;凸模先下行一定位移,然后配合合适的预胀加载路线可以改善此处壁厚的减薄,减轻壁厚减薄留下的明显痕迹。     

筒形件粉末软凹模拉深数值模拟及实验

采用MSC.Marc软件对圆筒件粉体软凹模拉深成形进行数值模拟,分析成形过程中应力状态和变形情况,设计圆筒件粉体软凹模拉深成形实验模具,对圆筒件粉体软凹模拉深成形进行实验研究。有限元模拟与实验结果表明,与刚性凹模拉深成形相比,粉体软凹模成形工艺可以改善零件成形受力状态和壁厚分布,能有效抑制圆筒件凸模圆角破裂危险区域微裂纹的产生,提高板材的成形极限。     

304不锈钢壳级进模变薄拉深工艺及数值模拟

根据经验公式和理论数据对某304不锈钢壳进行直径减小、壁厚变薄的变薄拉深级进模设计,并运用Deform-3D对连续变薄拉深成形过程进行数值模拟,揭示了成形过程等效应力和行程载荷曲线的分布规律。模拟与试验结果表明:成形过程中,坯料的最大应力集中在与凹模圆角和凹模工作带相接触的区域;随着凸模圆角减小,凸模圆角与直壁连接处应力增大,出现危险区域;为防止最后一道拉深过程中凸模容易磨损及产品被拉伤,应合理设计拉深系数、变薄量及凹模圆角;直径减小壁厚变薄拉深件的直壁壁厚均匀。     

椭球封头冷拉深缺陷分析

起皱、局部壁厚过度减薄是封头冷拉深常见的缺陷,严重制约着拉深封头质量、成形极限的提高以及生产过程的正常进行。文章采用ABAQUS软件建立椭球封头拉深成形的三维有限元模型,并验证该模型的可靠性;发现了椭球封头拉深过程中易于出现的悬空区起皱和过度减薄两种缺陷,并分析了其形成机理,同时研究了工艺参数对缺陷产生的影响规律。研究发现,悬空区承受双向压应力区域的范围与周向压应力的大小对起皱影响明显,而切向拉应力对壁厚的减薄影响显著。增大压边力、摩擦系数和减小凹模圆角半径,可减小悬空区承受双向压应力区域的面积和周向压应力值,进而减小起皱的倾向,而过大的压边力、摩擦系数和过小的凹模圆角半径,则导致悬空区切向拉应力过大,可加剧壁厚的减薄。     

锥形件一次成形不起皱条件下的质点径向位移

针对锥形件在一次成形过程中易出现起皱缺陷,分析了锥形件的成形特征,给出锥形件的成形机理,定义一次成形中锥壁上质点靠模位移最大点为不起皱关键点,并依据材料性能和几何条件,给出了锥形件一次成形极限不起皱关键点径向位移的计算条件。利用网格应变测试仪,分别对3种材料进行锥形件成形实验分析验证,得出锥形件一次成形不起皱条件下不同相对锥顶直径的径向位移实验值,并与计算条件得出的理论计算值进行对比分析,计算两者的误差,初步判定计算条件的适用性。给出计算条件的修正值和修正后的计算值与实验值的误差,最终获得计算条件的修正结果和适用范围。     

圆锥形件冲压过程力学建模及数值解析

在综合考虑板厚变化、各向异性、加工硬化及摩擦等因素的情况下 ,建立了圆锥形件冲压成形过程的力学模型。基于增量理论的逐步逼近数值法 ,计算分析了成形过程应力应变分布与变形特点。结果表明 ,所建模型和计算方法准确可靠 ,计算量少 ,可进行完整的过程解析 ,并可应用于其它轴对称冲压件过程解析     

液室压力对异形长法兰盒形件充液成形过程的影响

异形长法兰盒形件由于法兰面积大,拉深成形时法兰区的材料流动困难,易出现开裂缺陷。通过对比分析壁厚分布的试验与仿真结果,证明了仿真分析具有可靠的准确度。利用实验与仿真相结合的分析方法,分析异形长法兰盒形件充液成形过程中初始反胀与成形压力的影响机理,优化液室压力加载路径,建立关于初始反胀压力与初始反胀高度的工艺窗口,用于指导该类零件初始反胀参数选取。分析结果表明:异形长法兰盒形件充液成形过程中,初始反胀压力与初始反胀高度过小,导致异形长法兰盒形件凸模圆角处破裂,初始反胀压力与初始反胀高度过大,导致异形长法兰盒形件凹模圆角处破裂;最大减薄率随着成形压力的增加,先减小后增加。     

金属直壁筒形件数控增量成形工艺研究

分析了金属板料数控增量成形中板料变形的原理,探讨了不使用专用支撑而成形直壁筒形件的可行性和方法.基于增量成形过程中各区域材料变形不均匀的特征,提出了通过扩大主要变形区范围来提高变形效率和变形质量.优化了直壁筒形件的多道次数控增量成形工艺路径.通过实验验证了所优化设计的工艺方案.     

纵弧棱U型梁的冲压变形行为分析

针对高强钢纵弧棱U型梁类件的冲压成形问题,分析了纵弧棱U型梁成形件各个区域的冲压变形特点,再通过有限元分析总结了其成形过程的应力、应变分布情况和厚度变化规律,并结合模拟结果与物理试验探讨了该类零件在成形过程的减薄和增厚行为.验证结果表明:该梁类件的主要变形区为翼板区,且厚度从端部至中部逐渐减小;主要危险部位处于中部侧壁...     

镍基高温合金锥筒形件拉深旋压成形机理研究

针对镍基高温合金因加工硬化严重成形时极易产生破裂和起皱等典型缺陷的问题,以锥筒形壳体类零件为对象,提出了一种由锥形预制坯经过真空固溶处理后拉深旋压成形锥筒形件的方法,并对其成形机理进行了研究。基于Abaqus/Explicit平台,建立了锥筒形件拉深旋压有限元模型,分析了成形过程中的瞬态等效应力、等效塑性应变、切向应力、壁厚及三向应变分布规律。结果表明:在旋压成形过程中,最大瞬态等效应力位于旋轮接触区及附近区域、最大瞬态等效塑性应变位于坯料口部;瞬态切向压应力最大值位于旋轮接触区,而瞬态切向拉应力最大值位于旋轮接触区附近的两侧区域。筒形段中部壁厚减薄,而坯料口部壁厚增厚。旋压成形试验表明,锥形预制坯经拉深旋压后可获得壁厚均匀的锥筒形件。     

方锥件渐进成形扭曲规律及影响因素

渐进成形中,工具头在成形过程中不断推压板料,造成板料产生扭曲变形,影响零件的尺寸精度。为降低零件扭曲程度,提高零件成形精度,以方锥件为例,借助有限元数值模拟,研究渐进成形过程中板料扭曲变形规律,并采用单因素分析法,分析渐进成形各工艺参数对板料扭曲的影响。结果显示,零件底部和侧壁的板料产生了一定程度的扭曲,随着成形深度的增加,扭曲位移最大的位置逐渐向侧壁中部靠近,最终扭曲程度沿侧壁大致呈抛物线分布,且随着工具头半径的减小和层间距的增大,零件扭曲程度加剧。结果表明,通过改变工具头半径和层间距能降低零件扭曲程度,提高零件成形精度。     

End formation of a round tube into a square section having small corner radii

Expansion and reduction are the two common end forming processes for tubes. In the tube end expansion process using a square punch, it is difficult to obtain a small corner radii due to the stretching of the tube around the punch corners. The wall thickness around the corners is small when compared to the side wall. Hence, a tube having a poor square look is formed. In this study, a 2-stage end expansion of a round tube end into a square section having an improved square look i.e. small corner radii and increase in wall thickness around corners is developed. In the 1st stage, the tube end is flared into a cone shape using a 30° conical die by axial compression. In the 2nd stage, the conical end of the tube is drawn through a taper square die using a conical bottom square punch, and a near square section is formed. A 15% ironing ratio is applied during the drawing process to flatten the side wall of the square. Experimental and FEM simulation were performed to evaluate and to verify the forming process. Although the height of the square section increases when the punch stroke at the 1st stage is increased. However, this increase is limited by the buckling of the pipe at the circular section of the thick blank tube. Since the conical end is drawn into a square section having different radial lengths, the bottom of the square section is uneven. The uneven bottom end is trimmed off in the later process. A square section having a maximum height of 32 mm after trimming is successfully obtained from the experiment for the punch stroke, S = 44 mm using an API 5 L tube.     

连续矩形盒冲压模具圆角设计

以5A06-O态铝合金连续矩形盒壁板为研究对象,采用有限元模拟和冲压试验相结合的方法,研究了连续矩形盒模具圆角的形状及尺寸对壁板成形的影响规律;综合考虑起皱、开裂、模具磨损等因素,提出了一套模具圆角的改进方案;通过模具改进后的成形试验,证明所用研究方法的有效性和所得结论的正确性。