二維電液顫振冷擠壓成形仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、冷擠壓作為一種傳統(tǒng)的塑性成形方式，憑借其“優(yōu)質(zhì)”、“高產(chǎn)”、“低能耗”等優(yōu)點(diǎn)，在汽車制造、日用五金等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，冷擠壓工藝的一些不足也在一定程度上限制了其進(jìn)一步的發(fā)展，如變形抗力大、金屬流動(dòng)困難、模具壽命低等。針對(duì)上述問(wèn)題，本課題組曾提出了一種軸向電液顫振冷擠壓工藝，結(jié)果表明:在冷擠壓成形過(guò)程中添加軸向振動(dòng)能降低成形載荷，但幅度不大且對(duì)金屬流動(dòng)的改善作用不明顯。
　　本文在前期研究的基礎(chǔ)上，提出了一種二維電液顫振冷

2、擠壓成形工藝，并以一種軸套類零件的正擠壓成形為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)并搭建了一種二維電液顫振冷擠壓實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，運(yùn)用仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，研究了二維電液顫振對(duì)成形載荷、金屬流動(dòng)、成形件表面質(zhì)量等的影響，為二維電液顫振輔助塑性成形工藝在冷擠壓成形中的應(yīng)用提供一定的技術(shù)支撐。
　　本文的主要研究工作和成果如下:
　　(1)以正擠壓一種套杯類零件為研究對(duì)象，對(duì)二維電液顫振輔助冷擠壓成形的“表面效應(yīng)”及“體積效應(yīng)”進(jìn)行初步研究，提出二維電液顫

3、振降載機(jī)理。
　　(2)利用Deform-3D建立顫振冷擠壓成形有限元模型，并對(duì)無(wú)顫振、軸向顫振、徑向顫振及二維顫振激勵(lì)下冷擠壓成形過(guò)程進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明:二維顫振激勵(lì)下金屬最大成形載荷相較于無(wú)顫振降低了約12.38％，優(yōu)于軸向顫振的約7.4％和徑向顫振的2.75％，同時(shí)金屬流動(dòng)得到進(jìn)一步優(yōu)化，應(yīng)力場(chǎng)分布更加均勻。
　　(3)設(shè)計(jì)并搭建了一種二維電液顫振冷擠壓實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并詳細(xì)闡述了其各部分組成及其工作原理。
　　(

4、4)制定了二維電液顫振冷擠壓成形工藝，并對(duì)無(wú)顫振、軸向顫振及二維顫振激勵(lì)下的冷擠壓成形過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。結(jié)果表明:仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較好地一致性，二維顫振激勵(lì)下的降載效果明顯優(yōu)于單獨(dú)軸向顫振。對(duì)各顫振條件下成形件的金屬腐蝕流線及表面質(zhì)量進(jìn)行觀察分析，結(jié)果表明二維振動(dòng)場(chǎng)作用下金屬在拐角處及縱向部分流動(dòng)更加順暢，金屬流動(dòng)動(dòng)力源增加，金屬表面質(zhì)量得到提高。
　　上述的研究結(jié)果表明，本文提出的二維電液顫振冷擠壓工藝的降載效果及對(duì)金屬流動(dòng)的