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冲压加工技术,作为一种重要的制造手段,被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、国防工业和电子通讯等各个领域。近年来,人们对于冲压加工的研究集中到了伺服压力机及基于该设备冲压工艺上。 伺服压力机由于其工作速度可调,因此可以根据不同工件的加工要求,设置合适的滑块运动模式,从而大大提高了工件的成形性能,甚至能够提高工件的成形极限。本文主要研究曲柄式伺服压力机灵活的运动性能对于首次拉深成形极限的影响。选用无凸缘筒形件作为研究对象,材料为3mm厚的08F钢,通过理论分析、拉深实验、金相检测的方法,研究拉深速度对成形极限、各区域的减薄率、加工硬化以及晶粒组织变化的影响。主要的研究内容和结论如下: 首先,结合金属塑性变形理论,分析无凸缘筒形件拉深成形过程中材料流动规律、应力-应变分布之间的关系,探究影响成形极限系数的因素。 其次,通过分析伺服压力机的运动机理,对比普通拉深模式与高效拉深模式之间的区别,提出了拉深运动模式对成形极限的影响。实验设置了四种不同的变速模式对首次拉深成形极限的方案,获得了不同拉深模式对成形极限的影响规律。实验结果表明:在冲头接触材料前2mm时以0.3ω,拉入深度为30mm时以0.1ω,靠近下死点时以0.1ω的转速拉深时,可以使材料的拉深成形极限提高20.8%,减少拉裂的危险,使材料的成形更为充分。 最后,通过金相分析,对常规拉深以及伺服拉深成形的无凸缘筒形件的微观组织性能进行对比,可以得出在不同的拉深工艺下,筒形件在圆角处、直壁处、筒底处的减薄率、加工硬化以及晶粒组织的变化规律。结果表明:采用伺服拉深能减少危险截面的减薄率;工件随着拉深速度及深度的增加,产生了明显的加工硬化,但是随着速度及深度进一步增大,其硬度又呈减小的趋势;金相组织分析表明伺服拉深可以降低晶粒形貌的变形程度,从而提高工件的成形极限。 总之,本文通过伺服拉深对筒形件的首次拉深极限影响的进一步研究,得到了不同拉深速度模式对筒形件的成形极限的影响,确定了提高筒形件首次拉深极限的最佳工艺条件。这些成果为今后伺服拉深技术的应用提供了良好的指导与参考价值。