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外文資料名稱： of 文資料出處： 2008) 附 件： 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 簽名： 年 月 日 1 沖壓負(fù)荷對(duì)橢圓汽車零部件類拉深產(chǎn)品的影響 唐 帕克 ， 普瑞薩德 郭峰譯 摘 要 ： 拉深 工藝作為 一個(gè) 鈑金 成形方法， 得益于其效率而在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮作用 。采用此工藝 生產(chǎn) 最佳 產(chǎn)品依賴于如毛坯外形，剖面半徑?jīng)_壓及模具，以及 材料的可塑性這些工藝參數(shù) 。 在工藝參數(shù)之中 ，因?yàn)榭刂瞥尚我蛩孛魍庑?顯得 非常重要。本文報(bào)道的 是 三種 外形毛坯的研究 和抄 循環(huán)測(cè)試三個(gè)變形 的 模式。 這里討論的的 橢圓形 成工藝的 沖載荷分布，半徑?jīng)_壓及模具不同條件下測(cè)量 出的 。這些實(shí)驗(yàn) 直接說(shuō)明了在 橢圓形 拉深 生產(chǎn)汽車零部件輪廓 時(shí) 沖壓模具 的輪廓尺寸 和 毛坯外形對(duì) 沖載荷分布 的影響 。本研究的目的是探討這一 工藝參數(shù) 對(duì)拉 對(duì) 非軸對(duì)稱的橢圓形 拉深工藝的影響 ， 以及獲得在工業(yè)領(lǐng)域的有用的數(shù)據(jù) 。 關(guān)鍵詞 ： 拉深工藝 毛坯外形 沖壓載荷 外形尺寸 沖床沖程 工藝參數(shù) 1 導(dǎo)言 鈑金成形工藝在如汽車，飛機(jī)，和電器等制造業(yè)因?yàn)閷?duì)縮開(kāi)發(fā)時(shí)間和最終產(chǎn)品成本有所削減而起重要做作用。總的來(lái)說(shuō)，鈑金形成涉及拉伸，拉深，彎曲和非 彎曲的復(fù)制或各種組合的這些基本模式的變形。許多研究的進(jìn)程變量的圓柱形產(chǎn)品已進(jìn)行了關(guān)于基本面拉深過(guò)程。因而， 許多形狀如矩形，橢圓形和非軸對(duì)稱形狀的產(chǎn)品 已經(jīng)制作。一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)關(guān)于拉深工藝的研究都涉及軸對(duì)稱形狀的成形，但一些研究工作也涉及橢圓形狀的成形。鈑金變形必須小于一定界限以防止局部區(qū)域產(chǎn)生過(guò)薄或縮頸現(xiàn)象。這個(gè)界限的高低主要依賴最大和最小壓了的組合比例?；眨?1965）首次推出的形成極限圖（ ?；盏难芯砍晒幌抻陔p向拉伸的條件，即當(dāng)兩個(gè)主要和次要核心表面都張緊力。古德溫（ 1968）拓展基勒的 研究成果，增加了緊張壓縮主應(yīng)變區(qū)域。這個(gè)組合圖現(xiàn)被稱為基勒 1] 。 為了獲得最佳的非軸對(duì)稱形狀的橢圓拉伸產(chǎn)品，在確定產(chǎn)品的拉伸可行性之前必須考慮許多諸如材料成本，沖床和模具的外形尺寸，潤(rùn)滑條件，沖擊速度，坯料壓緊 力（ ，空隙等工藝參數(shù)。 此外，影響成形在拉深工藝最重要的參數(shù)是個(gè)沖床 2 尺寸和凹模以及坯料的形狀 [2。拉深工藝的可成型性可以通過(guò)選擇合適的外形尺寸的沖床和模具坯料而得到改進(jìn)，進(jìn)而減少生產(chǎn)時(shí)間和成本 。 非軸對(duì)稱形狀的 成形在主要和次要軸線間的毛坯形狀不同而造成材料流動(dòng)不一致的壓力條件下已有研究。要改變毛坯形狀是重要的是因?yàn)槊鲗⑴c凹模進(jìn)行接觸。 隨著接觸面積的增加，坯料壓緊力和沖擊壓力也隨之增加。變形阻力的增加也是成型缺陷的一個(gè)原因。為了處理這一缺陷，許多有關(guān)矩形和圓形的毛坯形狀的拉深工藝的研究已得以進(jìn)行，但有關(guān)橢圓拉深的研究還很少 [7。在這項(xiàng)研究中，通過(guò)分析沖擊負(fù)荷分配，沖床剖面半徑及凹模和毛坯的形狀對(duì)橢圓拉深成型的影響已得以研究。 2 拉深實(shí)驗(yàn) 圖 1 橢圓拉伸的實(shí)驗(yàn)設(shè)備 圖 2 橢圓拉伸的模具尺寸 所使用的材料是高質(zhì)量的成形，厚度為 國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）。其鍍了 20微米鋅。拉伸試驗(yàn)是在 0 ， 45 ，和 90 ° 到軋制方向上進(jìn)行的。對(duì)應(yīng)的拉伸試樣的測(cè)量長(zhǎng)度和寬度分別 25和 50毫米。拉伸方向的力學(xué)性能如表 1所示。拉伸試驗(yàn)試樣是根據(jù) 0801 5 利用電火花切割機(jī)切割的。試樣的拉伸強(qiáng)度是通過(guò)設(shè)定空載轉(zhuǎn)速為 10毫米 /分鐘使用 3 表 1 拉力方向的力學(xué)性能 備和條件 圖 1列舉了應(yīng)用的設(shè)備，液壓機(jī)（ 100噸） ，以模墊來(lái)控制磨料壓緊力以及限位開(kāi)關(guān)來(lái)根據(jù)工藝選擇最高沖擊。同時(shí)設(shè)備裝備一個(gè)線性可變差動(dòng)變壓器 （ 計(jì)算機(jī)。當(dāng)鋼板在這一設(shè)備形成， 表 2 列舉了不同半徑?jīng)_剖面和模具的試驗(yàn)條件。沖剖面半徑（ 定在 具剖面半徑（ 據(jù)兩個(gè)條件決定。實(shí)驗(yàn)的沖床是由第一個(gè)進(jìn)程 46毫米（ 1） ; （ 2）第二進(jìn)程中的六二毫米 ;和（ 3）第三進(jìn)程中的 74 毫米的三桿組成。坯料壓緊力大小為 2 N/深壓工作中的潤(rùn)滑油是一種用于塑料加 工的可溶性潤(rùn)滑油。圖 2介紹在這個(gè)測(cè)試中非軸對(duì)稱的橢圓形拉深工藝模具幾何形狀。 表 2 沖壓的實(shí)驗(yàn)條件和模具外形尺寸 圖 3 非軸對(duì)稱毛坯的摹寫(xiě)標(biāo)記 薄鈑金的成型造成的平面變形形成可以使用印在模具的臨界應(yīng)變地區(qū)數(shù)組小口徑（ 10 毫米）圈來(lái)測(cè)量。圖 3 顯示非對(duì)稱模具的摹寫(xiě)的圓周記號(hào)。圓圈在制造終分 4 解成各種形狀，主要的和次級(jí)的軸指明了主要和次要拉緊的方向。同樣，測(cè)量尺寸用來(lái)確定主要和次要主應(yīng)變程度。這測(cè)量拉力的函數(shù)技術(shù)可用于在工業(yè)應(yīng)用中診斷縮頸和扭傷的原因和調(diào)查是否有這些缺陷 是有材料性質(zhì)的變化，工具的磨損，潤(rùn)滑的改變，或不正確按壓設(shè)置所造成的。 在非軸對(duì)稱的橢圓形拉深中，有三種成型方式：拉，伸展，和平面變形。對(duì)非軸對(duì)稱的橢圓形拉深抽簽?zāi)Ｊ皆谥骷?jí)和次級(jí)張緊確定的時(shí)候可以被選用。拉伸模式可以定義當(dāng)時(shí)主要是積極的應(yīng)變和次要應(yīng)變消極的，拉緊模式可以在主級(jí)和次級(jí)應(yīng)變可被忽略時(shí)選用，平面變形模式在有主級(jí)拉伸而且次級(jí)拉緊為 0 始使用。圖 4,5 ，和 6顯示了根據(jù)沖床和模具半徑首次提請(qǐng)抄循環(huán)試驗(yàn)后的主要和次要的應(yīng)變分布。從抄循環(huán)測(cè)試結(jié)果中，橢圓非軸對(duì)稱拉深主級(jí)和次級(jí)拉伸的三個(gè)變形模式在圖中顯示。變 形得凸緣和邊界主要適用于拉模式，沖壓頭適用于平面應(yīng)變模式，角落適用于向拉伸模式。 3 毛坯外形設(shè)計(jì) 一般而言，增加時(shí)間和成本的試錯(cuò)法基于高科技精密工具制造者的經(jīng)驗(yàn) ，一直試圖為發(fā)展毛坯外形設(shè)計(jì)。因此，在這項(xiàng)研究中，為設(shè)計(jì)和最終產(chǎn)品表面積相等的毛坯外形，我們計(jì)算了通過(guò)三維建模方式 [4終產(chǎn)品的表面積。我們使用了三種與最后產(chǎn)品具有同等面積的毛坯。圖 8顯示不同形狀的幾何特性。 型和 型小。另一方面， 型毛坯。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的產(chǎn)品的生產(chǎn)包括七個(gè)階段 的拉深過(guò)程和三個(gè)階段的微調(diào)，再次敲擊等。所以，多重拉深壓過(guò)程的總共有十個(gè)步驟 。在這項(xiàng)研究中，沖擊載荷的測(cè)量試驗(yàn)是從第一個(gè)階段到第三個(gè)階段進(jìn)行的。圖 9顯示根據(jù)工藝每種毛坯的產(chǎn)品形狀。 5 4 結(jié)果及討論 圖 10顯示了在第一階段中不同毛坯類型的沖擊載荷的比較。沖剖面半徑（ (定在 一進(jìn)程的模具剖面半徑（ 6凹模的型腔中作為一個(gè)非對(duì)稱的坯料拉伸，模具初始沖壓負(fù)荷迅速增加導(dǎo)致長(zhǎng)邊和短邊流入阻力，然后最高沖壓負(fù)荷測(cè)出是沖床軸的 55%。 圖 8 毛坯形狀的分類 圖 9 各種毛坯類型的產(chǎn)品形狀 經(jīng)過(guò)最大沖壓負(fù)荷，負(fù)荷減少，然后成型完成，直至沖床軸的最低載荷（ 鋼板的加工硬化是由于當(dāng)沖床到達(dá)最低載荷是變形的增加。沖床軸完成在最高載荷時(shí)完成任務(wù) 。 A 型毛坯的沖擊載荷相對(duì)空白相比 B 型和 C 型略大，同時(shí) B 型和 C 毛坯的沖壓負(fù)荷相似。那個(gè)地區(qū) A 型空白是對(duì)整個(gè)大相對(duì)于 B 型和 C 空白。換言之， A 型毛坯接觸面積是大于 B 型和 C 毛坯的。因此，我們認(rèn)為由于固定毛坯需要大量接觸表面 6 積 ,作為最有價(jià)值的 3顯示了第一進(jìn)程中不同外形尺寸 模具最大沖壓負(fù)荷的的最大沖壓負(fù)荷。 16最大沖壓負(fù)荷小于 圖 11 顯示了在第二進(jìn)程中不同毛坯類型的沖擊載荷的比較。沖壓外形尺寸被固定在 模具剖面半徑（ 固定在 16m。模具簡(jiǎn)介半徑（ 二進(jìn)程下只有在兩個(gè)條件下選折， 6圖 6所示 ,當(dāng)采用 類毛坯時(shí)沖軸 80%做最大沖壓載荷 ,而 0%。正如我們比較各進(jìn)程中的沖擊載 7 荷，相似于實(shí)驗(yàn)顯示的三中毛坯的沖擊載荷類似一樣 ,第二進(jìn)程的沖擊載荷小于第一進(jìn)程。 由于從第一到第二進(jìn)程長(zhǎng)度的縮短 ,沖擊載荷相應(yīng)減小。 圖 12 顯示了比較不同類型第三進(jìn)程的沖擊載荷。沖簡(jiǎn)介半徑（ 們比較了兩條件：第一和第二進(jìn)程的外形尺寸規(guī)定在 一種第一第二和第三進(jìn)程的外形尺寸規(guī)定在 比于 B 和 C 類 ,軸在 1.2 作情況在圖 12a 中顯示 ,圖 b 顯示相似的在沖軸最低載荷之后的三種沒(méi)有很大區(qū)別的沖擊載荷。 我們?cè)趫D 10中歸納了不同載荷和鋼板的區(qū)別。如果在造型一個(gè)非對(duì)稱橢圓產(chǎn)品是最大沖擊載荷大于遮斷鈑金的載荷，然后 然后折斷在此時(shí)發(fā)生了。在學(xué)術(shù)上 斷載荷是通過(guò)才用拉伸毛坯的長(zhǎng)度計(jì)算的。此 ,在實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的最大沖擊載荷不考慮非對(duì)稱橢圓產(chǎn)品的折斷。因?yàn)?類毛坯 ,表面接觸力增加了。因此 ,歸因于表面接觸力 A 類毛坯的沖擊載荷在每個(gè)階段顯的很有價(jià)值。盡管沖擊載荷是與 但是任然可以從 C 類毛坯中制造出沒(méi)有間斷的好產(chǎn)品。因此 ,我們期望在不久的將來(lái) 5 結(jié)論 在這項(xiàng)研究中，我們進(jìn)行了用于鈑金拉深產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證橢圓產(chǎn)品的延展性能。因而， 這些試驗(yàn)的結(jié)論表明了沖床截面形狀和凹模及毛坯形狀對(duì)非軸對(duì)稱橢圓拉深中的沖壓負(fù)荷分配的影響。結(jié)果總結(jié)如下。 8 1 從摹圈測(cè)試中顯示，隔離和凸緣變形區(qū)主要適用于拉模式，沖頭適用于平面應(yīng)變模式，以及角落角落適用于延伸模式。 2 我們可以看到，隨著工藝的進(jìn)步最大沖擊負(fù)荷減小了。 3 我們可以看到， 然與 類毛坯可以制造出沒(méi)有間斷的好產(chǎn)品。