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圆筒形件和锥形件径向分块压边拉深工艺有限元分析及实验研究

作　者: 梁韶伟
导　师: 秦泗吉
学　校: 燕山大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 轴对称拉深 起皱 径向分块 悬空侧壁
分类号: TG386.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


采用新工艺是提高板材成形性能的有效途径。研究表明，径向分块压边拉深新工艺可有效提高压边效果。以往研究工作中所选取的工艺参数采用了穷举法，计算工作量大，研究对象也主要针对筒形件。当分块数量增大，如何优选工艺参数，及将径向分块压边方法用于锥形件的拉深成形，对进一步研究径向分块压边方法是有实际意义的。以筒形件拉深为例，采用有限元模拟方法，分析了法兰区板料厚度梯度的变化规律，即厚度梯度从凹模口到法兰外缘沿径向逐渐降低，指出压边圈应在厚度梯度较大的位置分块更密。采用正交试验与有限元模拟相结合的方法分析了径向分块压边工艺参数(压边圈分块位置、压边力分配比例和压边力)对轴对称件拉深影响的主效应，并对工艺参数进行优化。结果表明，对直径为220mm、厚度为1mm的板料进行拉深成形，其它条件不变时，双压边圈分段直径为156mm，内、外压边力比值为1:3时压边效果最好；三压边圈分段直径为148mm和172mm，压边力比值由内到外为1:5:3时压边效果最好。利用有限元分析软件Dynaform模拟分析了悬空侧壁径向分块压边拉深工艺对锥形件拉深成形的影响规律。结果表明，对直径为85mm、厚度为0.2mm的板料进行拉深成形，悬空侧壁压边为向下施加压边力和上下同时施加压边力时，锥形件成形效果最好，且拉深成形效果明显好于普通拉深工艺。通过筒形件径向分块双压边圈拉深实验，对正交试验及有限元模拟结果进行验证。结果表明，双压边圈压边效果优于整体压边，当内、外压边力比值为1:3时，压边效果最好。实验结果与模拟结果有较好的一致性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 引言  10
  1.2 压边力及压边力控制技术研究现状  10-11
  1.3 分块压边方法及相关技术研究现状  11-13
  1.4 径向分块压边拉深工艺及其对提高压边效果的意义  13-15
  1.5 课题研究意义及研究内容  15-16
    1.5.1 课题研究意义  15
    1.5.2 课题研究内容  15-16
第2章 圆筒形件径向分块压边拉深工艺研究  16-32
  2.1 引言  16
  2.2 板料法兰厚度变化规律分析  16-20
    2.2.1 有限元分析模型建立  16
    2.2.2 有限元模拟前处理  16-18
    2.2.3 结果分析  18-20
  2.3 基于正交试验的径向分块压边拉深工艺分析  20-27
    2.3.1 径向分块双压边圈拉深工艺正交试验分析  20-24
    2.3.2 径向分块多压边圈拉深工艺正交试验分析  24-27
  2.4 正交试验结果模拟分析  27-31
    2.4.1 径向分块双压边圈拉深模拟分析  27-28
    2.4.2 径向分块多压边圈拉深模拟分析  28-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章 锥形件悬空侧壁径向分块压边拉深工艺研究  32-51
  3.1 引言  32-33
  3.2 悬空侧壁施加单压边圈拉深工艺模拟分析  33-37
    3.2.1 侧壁向下施加单压边圈拉深工艺模拟分析  33-34
    3.2.2 侧壁向上施加单压边圈拉深工艺模拟分析  34-36
    3.2.3 侧壁上下同时施加单压边圈拉深工艺模拟分析  36-37
  3.3 悬空侧壁径向分块压边拉深工艺模拟分析  37-44
    3.3.1 侧壁向下施加多压边圈拉深工艺模拟分析  38-40
    3.3.2 侧壁向上施加多压边圈拉深工艺模拟分析  40-41
    3.3.3 侧壁上下同时施加多压边圈拉深工艺模拟分析  41-43
    3.3.4 侧壁不同分块压边方式对锥形件拉深成形影响的对比分析  43-44
  3.4 锥形凹模悬空侧壁径向分块压边拉深工艺模拟分析  44-49
    3.4.1 锥形凹模法兰施加压边力拉深工艺模拟分析  44-47
    3.4.2 锥形凹模法兰未施加压边力拉深工艺模拟分析  47-49
  3.5 本章小结  49-51
第4章 径向分块压边拉深工艺实验研究  51-57
  4.1 引言  51
  4.2 圆筒形件径向分块双压边圈拉深实验  51-56
    4.2.1 实验设备  51-52
    4.2.2 实验模具  52-54
    4.2.3 实验方案  54
    4.2.4 实验结果分析  54-56
  4.3 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-61
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  61-62
致谢  62-63
作者简介  63

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 冷冲压（钣金加工） > 冷冲压工艺 > 塑性冷冲 > 深冲、拉延成型
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