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基于伺服压力机冲压速度对板料成形性的影响

作　者: 喻建军
导　师: 陈文琳
学　校: 合肥工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 伺服压力机 冲压速度 汽车尾门内板 冲压成形
分类号: TG386
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


伴随着汽车行业将发展重心向节能和环保转移，要求汽车制造工艺及装备向着智能化、柔性化方向发展，伺服压力机应运而生。伺服压力机省去了传统压力机上飞轮、离合器等耗能部件，并以交流伺服电机直接作为压力机的动力源，实现滑块运动特性可控，满足了冲压加工柔性化、智能化的需求。本文基于伺服压力机特性，研究冲压成形过程中，冲压速度的变化对板料成形性的影响，并以汽车尾门内板为例，在伺服压力机上，改变压力机行程曲线，实现低质材料高用，在保证质量的同时，节约生产成本。首先，以DC53D_ZF为研究对象，进行力学性能实验，拟合得到材料在不同应变率下的本构方程；以方盒形件为例，建立有限元模型，研究不同冲压速度时应力、应变、厚度及应变率等参数的变化规律，得出了合理的冲压速度曲线。其次，对汽车尾门内板进行工艺分析，确定板料为DC54D_ZF时的工艺，利用板料成形有限元分析软件对成形过程中可能出现的缺陷进行预测，得到了合理的工艺参数及合格的制件。在相同条件下，用DC53D_ZF替换DC54D_ZF材料，进行了等强度计算，并用数值模拟方法进行了分析，结果表明在原有设备及工艺条件下，采用DC53D_ZF材料时零件无法成形。再次，在方盒形件研究的基础上，改变汽车尾门内板冲压成形速度曲线，分析不同冲压速度变化时，板料对应节点的应力应变分布，模拟结果表明，可以通过速度变化实现DC53D_ZF替换DC54D_ZF材料。最后，根据有限元分析结果，在伺服压力机上对汽车尾门内板进行调试成形，其结果与模拟结果吻合，得到了合格的DC53D_ZF的汽车尾门内板件，实现了材料替换的设想，为降低成本提供了依据。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
致谢  8-14
第一章 绪论  14-21
  1.1 引言  14
  1.2 伺服压力机的工作特点  14-15
  1.3 伺服压力机在冲压工艺中的应用  15-17
    1.3.1 伺服压力机在拉延成形工艺中的应用  15-16
    1.3.2 伺服压力机在国内外的应用研究  16-17
  1.4 动力显式有限元仿真技术的应用  17-19
    1.4.1 动力显式算法简介  17-18
    1.4.2 动力显式有限元技术的应用现状  18-19
  1.5 研究目的和内容  19-21
    1.5.1 研究目的  19
    1.5.2 研究内容  19-21
第二章 板料成形有限元仿真理论  21-27
  2.1 弹塑性本构关系  21-22
  2.2 屈服准则  22-24
    2.2.1 Barlat 屈服准则  22-23
    2.2.2 Hill48 屈服准则  23-24
  2.3 塑性硬化准则  24-25
  2.4 过应力本构模型  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第三章 冲压速度对板料成形性的影响  27-44
  3.1 不同应变率下的单轴拉伸实验  27-31
  3.2 材料本构模型的建立  31-32
  3.3 方盒形件成形过程分析  32-42
    3.3.1 盒形件拉深成形的变形特点  32
    3.3.2 方盒形件有限元模型的建立  32-33
    3.3.3 模拟结果分析  33-42
      3.3.3.1 不同质量放大系数的动内能比  33-34
      3.3.3.2 不同冲压速度下的模拟结果分析  34-42
  3.4 本章小结  42-44
第四章 汽车尾门内板成形工艺分析  44-53
  4.1 汽车尾门内板的工艺分析  44
  4.2 汽车尾门内板的拉延成形工艺设计  44-46
    4.2.1 冲压方向的确定  45
    4.2.2 工艺面的补充  45-46
    4.2.3 毛坯尺寸确定  46
  4.3 有限元模型的建立  46-48
  4.4 模拟结果分析  48-50
  4.5 DC53D_ZF 替换 DC54D_ZF 成形  50-52
    4.5.1 DC53D_ZF 替换后的强度校核  51
    4.5.2 DC53D_ZF 模拟结果  51-52
  4.6 本章小结  52-53
第五章 基于不同冲压曲线的汽车尾门内板成形工艺分析  53-58
  5.1 冲压速度改变对尾门内板成形过程的影响  53-55
    5.1.1 冲压速度曲线的确定  53
    5.1.2 模拟结果分析  53-55
  5.2 伺服压力机下汽车尾门内板的生产验证  55-57
  5.3 本章小结  57-58
第六章 结论与展望  58-60
  6.1 结论  58
  6.2 展望  58-60
参考文献  60-64
攻读硕士学位期间发表的论文  64-65

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 冷冲压（钣金加工） > 冷冲压工艺
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