三孔同步液壓沖孔過程研究.pdf

1、液壓沖孔是利用液體壓力的支撐作用作為沖孔模具的沖頭或凹模，實現(xiàn)沖孔過程的一項新技術(shù)。該技術(shù)可與內(nèi)高壓成形技術(shù)相結(jié)合，在內(nèi)高壓成形結(jié)束管件保持一定內(nèi)壓時將管壁多種不同形狀孔同時加工出來，具有減少工序、提高效率、定位精度高、斷口質(zhì)量好等優(yōu)點，因此成為內(nèi)高壓成形技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文通過理論分析、實驗和數(shù)值模擬研究了由外向內(nèi)液壓沖孔過程，揭示了液壓沖孔彈性變形、塑性變形和斷裂分離的應(yīng)力應(yīng)變歷史，分析了液壓沖孔質(zhì)量的影響因素，為

2、液壓沖孔技術(shù)的應(yīng)用奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
　　本文設(shè)計了三孔同步液壓沖孔實驗裝置，用三種不同材料進行實驗研究。得出了液壓沖孔過程內(nèi)壓及沖孔力的變化，以及內(nèi)壓對沖孔質(zhì)量的影響。研究表明，沖孔時內(nèi)壓越大，則孔口塌陷的深度和寬度越小，而光亮帶的比例明顯增加，撕裂帶尺寸減小，即斷口質(zhì)量明顯提高；另一方面，內(nèi)壓越大，獲得的孔口直徑越小于公稱直徑。同時，由于液壓沖孔時管件軸向和徑向尺寸相差較大，對圓孔孔型有一定影響，表現(xiàn)為孔徑沿管件軸向略大，

3、而沿管材徑向略小，獲得孔型為橢圓形。
　　根據(jù)力學分析，得到了液壓沖孔變形區(qū)及鄰域的應(yīng)力狀態(tài)，通過數(shù)值模擬獲得了孔周圍材料的運動情況以及分析了液壓沖孔明顯提高零件抗疲勞斷裂能力的原因。結(jié)合數(shù)值模擬和實驗研究分析了液壓沖孔過程裂紋的形成機理，即：在沖頭刃口附近管件外表面處，等效應(yīng)力與等效應(yīng)變的數(shù)值及梯度較大，存在著較為明顯的應(yīng)力集中區(qū)，該部位的材料首先產(chǎn)生裂紋，繼而向管內(nèi)擴展。并獲得了內(nèi)壓對斷口質(zhì)量的影響、沖頭直徑以及材料壁厚對斷裂