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随着现代工业和科学技术的发展,新产品的更新换代越来越快,钣金类零件生产的多品种、小批量越来越明显。而模具的设计制造周期长,需要长时间的反复试模,且模具材料及模具加工成本都比较高。因此模具成形方法很难满足现在市场对产品的需求趋向于多品种、小批量的要求。本文主要研究了一种基于数控冲床的渐进成形工艺,主要研究内容如下:
首先,对基于数控冲床的渐进成形工艺在成形机理上进行了分析,并分析了成形过程中金属板料的塑性流动规律和应力应变分布情况,为后续的有限元数值模拟和实验研究做好理论准备。
其次,建立了基于非线性有限元软件DYNAFORM的渐进成形的有限元分析模型,并借助于有限元工具分析冲压速度、压边力、摩擦系数、凸凹模间隙、板料特性等因素对成形工件最小厚度、应力等的影响规律。针对于多步渐进成形的特点,分析了三步成形不同区域板料变化规律。对于这种多步渐进成形工艺,预测了可能出现的产品缺陷,并分析产生缺陷的主要因素。通过数值模拟为实验研究提供指导和帮助。
接着,选用1100、SECC、SUS304三种金属板材进行试验研究。分析多步成形厚度变化规律,验证模拟结果的正确性,并分析了材料、板厚等因素对厚度变化情况的规律。针对于实验中出现的一些产品缺陷和问题,进行理论分析并总结。
最后,结合实际生产中的一个具体的冲压零件的成形工艺分析、加工方案、程序编制等过程进一步说明基于数控冲床的渐进成形工艺的特点。