微深杯成形過程仿真模擬及尺度效應(yīng)研究.pdf

1、近些年，隨著電子工業(yè)及精密機(jī)械發(fā)展，特別是微系統(tǒng)技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域的需求大大地推動(dòng)了機(jī)械產(chǎn)品微型化進(jìn)程，推動(dòng)了微成形技術(shù)和微零件產(chǎn)品的發(fā)展。當(dāng)加工系統(tǒng)整體微型化，加工對象的尺度降低到微尺度范圍，材料性能和變形行為發(fā)生改變，傳統(tǒng)宏觀成形中成熟的理論和技術(shù)不能直接應(yīng)用到微成形領(lǐng)域，這種由微小尺寸引起的微尺度效應(yīng)成為微成形技術(shù)研究和發(fā)展的基礎(chǔ)和重點(diǎn)。本文以銅箔材料微深杯成形工藝為研究對象，圍繞微成形尺度效應(yīng)展開分析。
　　首先建立了

2、銅箔材料的材料模型，基于表面層理論模型，將銅箔材料整體分為表面晶粒和內(nèi)部晶粒兩種晶粒，引入受晶粒尺寸及銅箔厚度影響表示晶粒與銅箔厚度關(guān)系參數(shù)η，建立包含關(guān)系參數(shù)的材料混合模型，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比后，發(fā)現(xiàn)此模型有較高的準(zhǔn)確性。
　　其次利用建立的材料模型，對銅箔材料微深杯成形過程進(jìn)行仿真模擬，將仿真模擬獲得的深杯成形中的成形力值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對比，驗(yàn)證了仿真模擬方法的可行性，發(fā)現(xiàn)材料尺度效應(yīng)對銅箔深杯成形過程有很大的影響;在此基礎(chǔ)上，分析

3、研究了不同相對凸凹模圓角半徑對微深杯成形過程中最大成形力和材料不同變形區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變的影響。發(fā)現(xiàn)凸模過渡區(qū)和變形區(qū)受凸凹模相對圓角半徑影響非常明顯，尤其是當(dāng)板厚較小晶粒尺寸較大時(shí)，隨著相對凸凹模圓角半徑的增加，板厚變薄更加明顯，甚至?xí)霈F(xiàn)局部應(yīng)變值非常大的情況。
　　最后提出對宏觀T型摩擦實(shí)驗(yàn)進(jìn)行修改作為微成形摩擦系數(shù)確定的實(shí)驗(yàn)方法，并通過仿真模擬獲得不同摩擦條件下黃銅材料的摩擦校準(zhǔn)曲線;通過分析材料性能及模具尺寸對于摩擦校準(zhǔn)曲線