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外文资料名称： of 文资料出处： 2008) 附 件： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 1 冲压负荷对椭圆汽车零部件类拉深产品的影响 唐 帕克 ， 普瑞萨德 郭峰译 摘 要 ： 拉深 工艺作为 一个 钣金 成形方法， 得益于其效率而在工业领域发挥作用 。采用此工艺 生产 最佳 产品依赖于如毛坯外形，剖面半径冲压及模具，以及 材料的可塑性这些工艺参数 。 在工艺参数之中 ，因为控制成形因素毛坯外形 显得 非常重要。本文报道的 是 三种 外形毛坯的研究 和抄 循环测试三个变形 的 模式。 这里讨论的的 椭圆形 成工艺的 冲载荷分布，半径冲压及模具不同条件下测量 出的 。这些实验 直接说明了在 椭圆形 拉深 生产汽车零部件轮廓 时 冲压模具 的轮廓尺寸 和 毛坯外形对 冲载荷分布 的影响 。本研究的目的是探讨这一 工艺参数 对拉 对 非轴对称的椭圆形 拉深工艺的影响 ， 以及获得在工业领域的有用的数据 。 关键词 ： 拉深工艺 毛坯外形 冲压载荷 外形尺寸 冲床冲程 工艺参数 1 导言 钣金成形工艺在如汽车，飞机，和电器等制造业因为对缩开发时间和最终产品成本有所削减而起重要做作用。总的来说，钣金形成涉及拉伸，拉深，弯曲和非 弯曲的复制或各种组合的这些基本模式的变形。许多研究的进程变量的圆柱形产品已进行了关于基本面拉深过程。因而， 许多形状如矩形，椭圆形和非轴对称形状的产品 已经制作。一般来说，大多数关于拉深工艺的研究都涉及轴对称形状的成形，但一些研究工作也涉及椭圆形状的成形。钣金变形必须小于一定界限以防止局部区域产生过薄或缩颈现象。这个界限的高低主要依赖最大和最小压了的组合比例。基勒（ 1965）首次推出的形成极限图（ 。基勒的研究成果只限于双向拉伸的条件，即当两个主要和次要核心表面都张紧力。古德温（ 1968）拓展基勒的 研究成果，增加了紧张压缩主应变区域。这个组合图现被称为基勒 1 。 为了获得最佳的非轴对称形状的椭圆拉伸产品，在确定产品的拉伸可行性之前必须考虑许多诸如材料成本，冲床和模具的外形尺寸，润滑条件，冲击速度，坯料压紧 力（ ，空隙等工艺参数。 此外，影响成形在拉深工艺最重要的参数是个冲床 2 尺寸和凹模以及坯料的形状 2。拉深工艺的可成型性可以通过选择合适的外形尺寸的冲床和模具坯料而得到改进，进而减少生产时间和成本 。 非轴对称形状的 成形在主要和次要轴线间的毛坯形状不同而造成材料流动不一致的压力条件下已有研究。要改变毛坯形状是重要的是因为毛坯将与凹模进行接触。 随着接触面积的增加，坯料压紧力和冲击压力也随之增加。变形阻力的增加也是成型缺陷的一个原因。为了处理这一缺陷，许多有关矩形和圆形的毛坯形状的拉深工艺的研究已得以进行，但有关椭圆拉深的研究还很少 7。在这项研究中，通过分析冲击负荷分配，冲床剖面半径及凹模和毛坯的形状对椭圆拉深成型的影响已得以研究。 2 拉深实验 图 1 椭圆拉伸的实验设备 图 2 椭圆拉伸的模具尺寸 所使用的材料是高质量的成形，厚度为 国标准）。其镀了 20微米锌。拉伸试验是在 0 ， 45 ，和 90 到轧制方向上进行的。对应的拉伸试样的测量长度和宽度分别 25和 50毫米。拉伸方向的力学性能如表 1所示。拉伸试验试样是根据 0801 5 利用电火花切割机切割的。试样的拉伸强度是通过设定空载转速为 10毫米 /分钟使用 3 表 1 拉力方向的力学性能 备和条件 图 1列举了应用的设备，液压机（ 100吨） ，以模垫来控制磨料压紧力以及限位开关来根据工艺选择最高冲击。同时设备装备一个线性可变差动变压器 （ 计算机。当钢板在这一设备形成， 表 2 列举了不同半径冲剖面和模具的试验条件。冲剖面半径（ 定在 具剖面半径（ 据两个条件决定。实验的冲床是由第一个进程 46毫米（ 1） ; （ 2）第二进程中的六二毫米 ;和（ 3）第三进程中的 74 毫米的三杆组成。坯料压紧力大小为 2 N/深压工作中的润滑油是一种用于塑料加 工的可溶性润滑油。图 2介绍在这个测试中非轴对称的椭圆形拉深工艺模具几何形状。 表 2 冲压的实验条件和模具外形尺寸 图 3 非轴对称毛坯的摹写标记 薄钣金的成型造成的平面变形形成可以使用印在模具的临界应变地区数组小口径（ 10 毫米）圈来测量。图 3 显示非对称模具的摹写的圆周记号。圆圈在制造终分 4 解成各种形状，主要的和次级的轴指明了主要和次要拉紧的方向。同样，测量尺寸用来确定主要和次要主应变程度。这测量拉力的函数技术可用于在工业应用中诊断缩颈和扭伤的原因和调查是否有这些缺陷 是有材料性质的变化，工具的磨损，润滑的改变，或不正确按压设置所造成的。 在非轴对称的椭圆形拉深中，有三种成型方式：拉，伸展，和平面变形。对非轴对称的椭圆形拉深抽签模式在主级和次级张紧确定的时候可以被选用。拉伸模式可以定义当时主要是积极的应变和次要应变消极的，拉紧模式可以在主级和次级应变可被忽略时选用，平面变形模式在有主级拉伸而且次级拉紧为 0 始使用。图 4,5 ，和 6显示了根据冲床和模具半径首次提请抄循环试验后的主要和次要的应变分布。从抄循环测试结果中，椭圆非轴对称拉深主级和次级拉伸的三个变形模式在图中显示。变 形得凸缘和边界主要适用于拉模式，冲压头适用于平面应变模式，角落适用于向拉伸模式。 3 毛坯外形设计 一般而言，增加时间和成本的试错法基于高科技精密工具制造者的经验 ，一直试图为发展毛坯外形设计。因此，在这项研究中，为设计和最终产品表面积相等的毛坯外形，我们计算了通过三维建模方式 4终产品的表面积。我们使用了三种与最后产品具有同等面积的毛坯。图 8显示不同形状的几何特性。 型和 型小。另一方面， 型毛坯。实验中应用的产品的生产包括七个阶段 的拉深过程和三个阶段的微调，再次敲击等。所以，多重拉深压过程的总共有十个步骤 。在这项研究中，冲击载荷的测量试验是从第一个阶段到第三个阶段进行的。图 9显示根据工艺每种毛坯的产品形状。 5 4 结果及讨论 图 10显示了在第一阶段中不同毛坯类型的冲击载荷的比较。冲剖面半径（ (定在 一进程的模具剖面半径（ 6凹模的型腔中作为一个非对称的坯料拉伸，模具初始冲压负荷迅速增加导致长边和短边流入阻力，然后最高冲压负荷测出是冲床轴的 55%。 图 8 毛坯形状的分类 图 9 各种毛坯类型的产品形状 经过最大冲压负荷，负荷减少，然后成型完成，直至冲床轴的最低载荷（ 钢板的加工硬化是由于当冲床到达最低载荷是变形的增加。冲床轴完成在最高载荷时完成任务 。 A 型毛坯的冲击载荷相对空白相比 B 型和 C 型略大，同时 B 型和 C 毛坯的冲压负荷相似。那个地区 A 型空白是对整个大相对于 B 型和 C 空白。换言之， A 型毛坯接触面积是大于 B 型和 C 毛坯的。因此，我们认为由于固定毛坯需要大量接触表面 6 积 ,作为最有价值的 3显示了第一进程中不同外形尺寸 模具最大冲压负荷的的最大冲压负荷。 16最大冲压负荷小于 图 11 显示了在第二进程中不同毛坯类型的冲击载荷的比较。冲压外形尺寸被固定在 模具剖面半径（ 固定在 16m。模具简介半径（ 二进程下只有在两个条件下选折， 6图 6所示 ,当采用 类毛坯时冲轴 80%做最大冲压载荷 ,而 0%。正如我们比较各进程中的冲击载 7 荷，相似于实验显示的三中毛坯的冲击载荷类似一样 ,第二进程的冲击载荷小于第一进程。 由于从第一到第二进程长度的缩短 ,冲击载荷相应减小。 图 12 显示了比较不同类型第三进程的冲击载荷。冲简介半径（ 们比较了两条件：第一和第二进程的外形尺寸规定在 一种第一第二和第三进程的外形尺寸规定在 比于 B 和 C 类 ,轴在 1.2 作情况在图 12a 中显示 ,图 b 显示相似的在冲轴最低载荷之后的三种没有很大区别的冲击载荷。 我们在图 10中归纳了不同载荷和钢板的区别。如果在造型一个非对称椭圆产品是最大冲击载荷大于遮断钣金的载荷，然后 然后折断在此时发生了。在学术上 断载荷是通过才用拉伸毛坯的长度计算的。此 ,在实验中测出的最大冲击载荷不考虑非对称椭圆产品的折断。因为 类毛坯 ,表面接触力增加了。因此 ,归因于表面接触力 A 类毛坯的冲击载荷在每个阶段显的很有价值。尽管冲击载荷是与 但是任然可以从 C 类毛坯中制造出没有间断的好产品。因此 ,我们期望在不久的将来 5 结论 在这项研究中，我们进行了用于钣金拉深产品的实验来验证椭圆产品的延展性能。因而， 这些试验的结论表明了冲床截面形状和凹模及毛坯形状对非轴对称椭圆拉深中的冲压负荷分配的影响。结果总结如下。 8 1 从摹圈测试中显示，隔离和凸缘变形区主要适用于拉模式，冲头适用于平面应变模式，以及角落角落适用于延伸模式。 2 我们可以看到，随着工艺的进步最大冲击负荷减小了。 3 我们可以看到， 然与 类毛坯可以制造出没有间断的好产品。
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