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低碳钢板冲压成形机理及避免开裂的方法研究

陈通海  
【摘要】:冲压成形作为金属板料压力加工的一种工艺方法,在现实生产中得到广泛应用。但是,在冲压成形过程中经常出现金属毛坯局部破坏。而一旦出现毛坯的破坏,冲压成形就不可能继续下去,或者生产出废品,这将严重影响生产进度和成本。因此,进行板料冲压成形机理及避免开裂的方法研究具有一定的理论意义和工程实用价值。 本论文从国内外金属材料塑性成形技术的研究现状入手,针对国内一些板料冲压成形加工中出现的开裂问题,在分析、比较目前的冲压成形研究方法的基础上,确定了通过定性分析冲压成形中的问题来寻求避免加工开裂的方法的研究思路。 第一,通过对金属晶体三种常见典型晶格结构及其在外力作用下的变形分析,阐明了金属在外力作用下弹塑性变形的物理实质、变形方式以及塑性变形的影响因素,为金属宏观塑性成形分析研究奠定了基础。 第二,通过对金属试样拉伸曲线分析,系统阐述了金属塑性成形的应力-应变规律,揭示了金属塑性变形本构关系以及成形过程中材料的应变硬化性能及其对加工成形的影响,为研究板料冲压成形规律和定性分析加工开裂提供了理论依据。 第三,针对冲压成形工艺特点、板料毛坯几何形状特点和模具的特殊性,根据冲压成形毛坯变形区绝大多数情况下都是平面应力状态的特点,总结了冲压成形趋向性规律和破坏分析方法。在此基础上,通过一个板料冲压成形过程的具体工序分析,弄清了该成形过程的加工开裂原因,并据此采取了相应的避免开裂措施。 最后,通过试验对研究结果进行了验证,并把该避免开裂方法应用到了现实生产上。通过在某企业油箱托架冲压成形工艺中加入可编程控制器来自动控制加工过程的液压机构,实现对冲压成形速度的调节,从而降低了成形速度。这样就能较好地利用金属成形的应变硬化和塑性变形的合理配合,有效地避免油箱托架成形过程的开裂。


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