[01385752]不等厚板材零件冲挤成形技术及其机理研究

随着现代塑性加工技术的进步,越来越多的3C（Communication,Computer,Consumer）产品和汽车零件的冲压零件在体积小型化、重量轻量化、节省组装及成本等趋势要求下,逐渐将2～3个零件合而为一,此类产品典型特征是冲压零件中带有凸柱、侧壁等板厚相差较大的局部结构。精密冲压成形的板材零件具有尺寸精度高、表面质量好、表面处理不良率低及生产效率高等优点,因而得到了广泛应用。但精密冲压无法成形具有凸柱、侧壁等典型特征的3C产品的不等厚板材零件。板材冲挤成形技术是一种板材冲压和挤压复合成形技术,通过挤压完成局部材料的增厚或减薄,能够一次成形具有局部结构的不等厚板材零件,具备精密冲压和挤压成形的优点,代替了原本需要铸造、烧结、焊接或机加工的工艺,是一种先进近净成形技术。板材冲挤成形可以在一套连续模内制造出不等厚板材零件,具有生产效率高、成本低、表面质量好以及品质稳定等优点,因而具有广阔的应用前景。 在塑性成形技术发展过程中,复合化是一种重要的技术创新,其特点是在成形过程中将原来分属不同范畴的加工方法组合起来使用,其目的是节约材料和能源,实现近净成形。冲锻成形技术是一种近年来发展起来的冲压和锻造复合成形技术,国内外学者研究进展较快。在研究方法上由宏观进入微观,由定性进入定量,由静态进入动态;在研究方向上开始从成形新工艺逐步向着成形机理及变形规律等。目前研究主要集中在不等厚板材零件冲挤成形方面,通过挤压或冷锻工序来实现局部材料明显增厚或减薄,还没有定量研究不等厚板材零件的凸柱、侧壁的典型特征冲挤成形技术和变形机理,对于不等厚板材零件的凸柱、侧壁等典型特征冲挤成形技术和变形机理的研究还没有建立理论体系。 本项目采用数值模拟与实验相结合的方式,系统地研究板材冲挤过程中的变形机理,建立坯料厚度、摩擦因素及冲压速度等与凸柱高度、凸柱直径的定量计算方法,提出带拘束壁和背压的冲挤模具结构的设计方法与理论,且优化模具结构,建立板材冲挤成模具的设计方法。