斜壁盒形件辊式成形机理研究

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拉深是冲压成形技术中主要工艺之一。其制品在飞机、汽车、仪表以及日常生活中应用广泛。对于点阵形式排布的盒形件,采用传统的压力机进行多工位垂直拉深成形工艺,其成形效率较低,且难以实现连续成形。  本文基于拉深和轧制成形提出一种辊式拉深新工艺。是一种借助于一对凸凹模成形辊的旋转运动来实现盒形件渐进成形的新工艺。板料成形时,凸凹模成形辊以一定的转速旋转,金属板料从辊间穿过,在按照阵列分布于辊身的凸凹模啮合过程中,板料上的盒形件得以连续成形。显然,辊式成形工艺能够针对斜壁类零件提供单一、重复的多工位连续拉深成形,有效提高成形效率,易于实现生产自动化。  本文基于MSC.Marc有限元软件,分别建立了单件和阵列排布的斜壁盒形件辊式成形有限元模型,并进行了数值模拟研究。针对厚度为0.6mm的SPCC冷轧板,分析了斜壁盒形件辊式成形的过程中,板料的变形特点、应力应变分布及壁厚减薄规律,给出了易于产生破裂和翘曲的位置;通过对斜壁盒形件辊式成形过程中金属流动规律分析,揭示了斜壁盒形件辊式成形过程中破裂和翘曲缺陷的形成机理;并以斜壁盒形件辊式成形后零件壁厚最大减薄率为成形性评价指标,研究各主要因素对其影响规律,结果表明,凸模圆角半径R1、凸模转角半径r1以及摩擦系数μ对斜壁盒形件的壁厚最大减薄率影响较大,并给出了建议取值。  设计了用于辊式成形的试验机,并进行了斜壁盒形件辊式成形实验,验证结果表明针对斜壁盒形件辊式成形工艺可行。
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