外文資料名稱： of 文資料出處： 2008) 附 件： 指導教師評語： 簽名： 年 月 日 1 沖壓負荷對橢圓汽車零部件類拉深產品的影響 唐 帕克 ， 普瑞薩德 郭峰譯 摘 要 ： 拉深 工藝作為 一個 鈑金 成形方法， 得益于其效率而在工業(yè)領域發(fā)揮作用 。采用此工藝 生產 最佳 產品依賴于如毛坯外形，剖面半徑沖壓及模具，以及 材料的可塑性這些工藝參數(shù) 。 在工藝參數(shù)之中 ，因為控制成形因素毛坯外形 顯得 非常重要。本文報道的 是 三種 外形毛坯的研究 和抄 循環(huán)測試三個變形 的 模式。 這里討論的的 橢圓形 成工藝的 沖載荷分布，半徑沖壓及模具不同條件下測量 出的 。這些實驗 直接說明了在 橢圓形 拉深 生產汽車零部件輪廓 時 沖壓模具 的輪廓尺寸 和 毛坯外形對 沖載荷分布 的影響 。本研究的目的是探討這一 工藝參數(shù) 對拉 對 非軸對稱的橢圓形 拉深工藝的影響 ， 以及獲得在工業(yè)領域的有用的數(shù)據(jù) 。 關鍵詞 ： 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 導言 鈑金成形工藝在如汽車，飛機，和電器等制造業(yè)因為對縮開發(fā)時間和最終產品成本有所削減而起重要做作用。總的來說，鈑金形成涉及拉伸，拉深，彎曲和非 彎曲的復制或各種組合的這些基本模式的變形。許多研究的進程變量的圓柱形產品已進行了關于基本面拉深過程。因而， 許多形狀如矩形，橢圓形和非軸對稱形狀的產品 已經制作。一般來說，大多數(shù)關于拉深工藝的研究都涉及軸對稱形狀的成形，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)域產生過薄或縮頸現(xiàn)象。這個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，即當兩個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變區(qū)域。這個組合圖現(xiàn)被稱為基勒 1 。 為了獲得最佳的非軸對稱形狀的橢圓拉伸產品，在確定產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選擇合適的外形尺寸的沖床和模具坯料而得到改進，進而減少生產時間和成本 。 非軸對稱形狀的 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為毛坯將與凹模進行接觸。 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原因。為了處理這一缺陷，許多有關矩形和圓形的毛坯形狀的拉深工藝的研究已得以進行，但有關橢圓拉深的研究還很少 7。在這項研究中，通過分析沖擊負荷分配，沖床剖面半徑及凹模和毛坯的形狀對橢圓拉深成型的影響已得以研究。 2 拉深實驗 圖 1 橢圓拉伸的實驗設備 圖 2 橢圓拉伸的模具尺寸 所使用的材料是高質量的成形，厚度為 國標準）。其鍍了 20微米鋅。拉伸試驗是在 0 ， 45 ，和 90 ° 到軋制方向上進行的。對應的拉伸試樣的測量長度和寬度分別 25和 50毫米。拉伸方向的力學性能如表 1所示。拉伸試驗試樣是根據(jù) 0801 5 利用電火花切割機切割的。試樣的拉伸強度是通過設定空載轉速為 10毫米 /分鐘使用 3 表 1 拉力方向的力學性能 備和條件 圖 1列舉了應用的設備，液壓機（ 100噸） ，以模墊來控制磨料壓緊力以及限位開關來根據(jù)工藝選擇最高沖擊。同時設備裝備一個線性可變差動變壓器 （ 計算機。當鋼板在這一設備形成， 表 2 列舉了不同半徑沖剖面和模具的試驗條件。沖剖面半徑（ 定在 具剖面半徑（ 據(jù)兩個條件決定。實驗的沖床是由第一個進程 46毫米（ 1） ; （ 2）第二進程中的六二毫米 ;和（ 3）第三進程中的 74 毫米的三桿組成。坯料壓緊力大小為 2 N/深壓工作中的潤滑油是一種用于塑料加 工的可溶性潤滑油。圖 2介紹在這個測試中非軸對稱的橢圓形拉深工藝模具幾何形狀。 表 2 沖壓的實驗條件和模具外形尺寸 圖 3 非軸對稱毛坯的摹寫標記 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變地區(qū)數(shù)組小口徑（ 10 毫米）圈來測量。圖 3 顯示非對稱模具的摹寫的圓周記號。圓圈在制造終分 4 解成各種形狀，主要的和次級的軸指明了主要和次要拉緊的方向。同樣，測量尺寸用來確定主要和次要主應變程度。這測量拉力的函數(shù)技術可用于在工業(yè)應用中診斷縮頸和扭傷的原因和調查是否有這些缺陷 是有材料性質的變化，工具的磨損，潤滑的改變，或不正確按壓設置所造成的。 在非軸對稱的橢圓形拉深中，有三種成型方式：拉，伸展，和平面變形。對非軸對稱的橢圓形拉深抽簽模式在主級和次級張緊確定的時候可以被選用。拉伸模式可以定義當時主要是積極的應變和次要應變消極的，拉緊模式可以在主級和次級應變可被忽略時選用，平面變形模式在有主級拉伸而且次級拉緊為 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抄循環(huán)試驗后的主要和次要的應變分布。從抄循環(huán)測試結果中，橢圓非軸對稱拉深主級和次級拉伸的三個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變模式，角落適用于向拉伸模式。 3 毛坯外形設計 一般而言，增加時間和成本的試錯法基于高科技精密工具制造者的經驗 ，一直試圖為發(fā)展毛坯外形設計。因此，在這項研究中，為設計和最終產品表面積相等的毛坯外形，我們計算了通過三維建模方式 4終產品的表面積。我們使用了三種與最后產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。實驗中應用的產品的生產包括七個階段 的拉深過程和三個階段的微調，再次敲擊等。所以，多重拉深壓過程的總共有十個步驟 。在這項研究中，沖擊載荷的測量試驗是從第一個階段到第三個階段進行的。圖 9顯示根據(jù)工藝每種毛坯的產品形狀。 5 4 結果及討論 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 一進程的模具剖面半徑（ 6凹模的型腔中作為一個非對稱的坯料拉伸，模具初始沖壓負荷迅速增加導致長邊和短邊流入阻力，然后最高沖壓負荷測出是沖床軸的 55%。 圖 8 毛坯形狀的分類 圖 9 各種毛坯類型的產品形狀 經過最大沖壓負荷，負荷減少，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沖床到達最低載荷是變形的增加。沖床軸完成在最高載荷時完成任務 。 A 型毛坯的沖擊載荷相對空白相比 B 型和 C 型略大，同時 B 型和 C 毛坯的沖壓負荷相似。那個地區(qū) A 型空白是對整個大相對于 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，我們認為由于固定毛坯需要大量接觸表面 6 積 ,作為最有價值的 3顯示了第一進程中不同外形尺寸 模具最大沖壓負荷的的最大沖壓負荷。 16最大沖壓負荷小于 圖 11 顯示了在第二進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。模具簡介半徑（ 二進程下只有在兩個條件下選折， 6圖 6所示 ,當采用 類毛坯時沖軸 80%做最大沖壓載荷 ,而 0%。正如我們比較各進程中的沖擊載 7 荷，相似于實驗顯示的三中毛坯的沖擊載荷類似一樣 ,第二進程的沖擊載荷小于第一進程。 由于從第一到第二進程長度的縮短 ,沖擊載荷相應減小。 圖 12 顯示了比較不同類型第三進程的沖擊載荷。沖簡介半徑（ 們比較了兩條件：第一和第二進程的外形尺寸規(guī)定在 一種第一第二和第三進程的外形尺寸規(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有很大區(qū)別的沖擊載荷。 我們在圖 10中歸納了不同載荷和鋼板的區(qū)別。如果在造型一個非對稱橢圓產品是最大沖擊載荷大于遮斷鈑金的載荷，然后 然后折斷在此時發(fā)生了。在學術上 斷載荷是通過才用拉伸毛坯的長度計算的。此 ,在實驗中測出的最大沖擊載荷不考慮非對稱橢圓產品的折斷。因為 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階段顯的很有價值。盡管沖擊載荷是與 但是任然可以從 C 類毛坯中制造出沒有間斷的好產品。因此 ,我們期望在不久的將來 5 結論 在這項研究中，我們進行了用于鈑金拉深產品的實驗來驗證橢圓產品的延展性能。因而， 這些試驗的結論表明了沖床截面形狀和凹模及毛坯形狀對非軸對稱橢圓拉深中的沖壓負荷分配的影響。結果總結如下。 8 1 從摹圈測試中顯示，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，隨著工藝的進步最大沖擊負荷減小了。 3 我們可以看到， 然與 類毛坯可以制造出沒有間斷的好產品。