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一种变截面弯头瓦冲压成形工艺初步研究
| 论文题名： | 一种变截面弯头瓦冲压成形工艺初步研究 |
| 关键词： | 变截面弯头瓦;冲压成形;正交法;数值模拟;排气系统;汽车 |
| 摘要： | 用于某高档汽车排气系统的变截面弯头瓦形状较特殊，常用冲压成形工艺难以直接成形。本文首先搜集了近似形状工件的成形案例，并将其归纳为整体式成形和非整体式成形。 该变截面弯头结构复杂，考虑到不能依据现有手册资料对其成形难度做出判断，以及本文研究时间较短等原因，对目标工件形状进行了一定简化。针对工件水平投影为L状的结构特点，本文提出了单件成形、两件对接组合为S状（有圆弧轮廓对接和椭圆弧轮廓对接两种）成形、四件组合为 O状成形三种方案。建立了相应的模拟实验用模具的数值模型，利用Dynaform软件分别进行了数值模拟研究，并比较了三种方案的优缺点和易出现的成形缺陷。（1）单件成形模具简单可靠，但弯头瓦内侧拐角处易因应力集中而出现破裂；（2）两件对接组合成形模具受力平衡，但半圆弧轮廓端对接组合时对接处易出现拉裂现象；（3）四件组合成形效率高，但在各相接处均易出现起皱现象。对于出现的问题，分别从下料、模具结构、工艺参数和工艺流程四个方面得出三种方案的改进方法。为防止坯料横向窜动，在实际生产中可增设托料器结构。 研究过程中发现，变截面弯头瓦的四个特征尺寸对弯头瓦成形难易有影响，对此采用正交实验法进行研究。以弯角度数β、弯度半径 R、椭圆弧端深度 H、椭圆弧端宽度B为自变量，每个因素设置三个变量，设计9组正交实验组进行一步成形数值模拟实验。采用厚度变化率Ψ、弯头瓦半圆弧截面端内侧料的內缩偏移量△的大小作为衡量成形难易的根据，经过极差分析得到影响厚度变化率Ψ的四个因素的主次顺序为：β＞H＞R＞B，影响弯头瓦圆弧轮廓端内侧料的內缩偏移量△的四个因素的主次顺序为：β＞H＞B＞R。综合四组数据得影响弯头瓦成形难易的主次顺序为β＞H＞R＞B。 三种方案均可行，各有优缺点。四个特征因素对成形性能均有影响，故变截面弯头瓦的成形系数由多个特征因素决定，不能像拉深、翻边那样得出。 |
| 作者： | 黄智松 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 张如华;姚平元 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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