尖头劈楔劈挤矩形槽成形规律初步研究

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1、摘要摘要槽作为机械零件常用的结构，其加工方法除了切削外也可以塑性成形。2006年有文献提出了一种命名为劈挤成形的塑性成形方法。本文首次以宽度为10mm的矩形槽劈挤成形为研究对象，借助数值模拟和物理模拟方法，研究了尖头劈楔劈挤矩形槽的变形过程，初步归纳了其成形规律。论文的主要工作和取得的成果有如下几个方面：(1)提出了尖头劈楔劈挤矩形槽的研究方案，确定了以劈楔的劈分角(a)、劈入角(p)、槽深(6)共3个因素，每因素取4水平数的正交试验设计方案，采用正交表中的L16(45)进行表头设计。利用塑性成形有限元分析软件DEFORM．3D，对正交试验进行数值模拟。根据模拟试

2、验结果，利用极差分析的方式得到了各因素之间的主次关系为劈分角(Ⅱ)一劈入角(p)_槽深(6)，最优参数为仅11316l(即IXl=600、131=600、6l---1lmm)，并画出了影响趋势图。(2)根据成形过程中金属的流动状态，验证了尖头劈楔劈挤矩形槽的过程可大致划分为起始阶段、稳定变形阶段和滑出阶段。通过进一步的数值模拟试验，初步归纳了矩形槽劈挤成形变形的一些规律。槽侧隆起高度随槽深增大而增高，呈非线性变化；隆起部分的影响宽度随槽深增大而增宽，基本呈线性关系；起始阶段长度随槽深增大而增长，基本呈线性关系；起始端塌角带长度随槽深的增大基本不发生变化；成形过程中

3、变形所影响的最大深度随槽深的增大而增大，基本呈线性关系。(3)对现有实验模具进行了改制，利用铅块进行了物理模拟试验，验证了正交试验设计数值模拟结果。(4)为直接得到槽侧无隆起矩形槽，探讨了坯料预成形的有关问题，设计了预成形毛坯，通过数值模拟试验和物理模拟试验验证了预成形毛坯的可行性。关键词：矩形槽；劈挤成形；正交试验设计；数值模拟；物理模拟AbstractABSTRACTSlotasacommonstructureofmechanicalparts，havevariousformingmethods．Inadditiontocuttingmethod，plasti

4、cformingCanalsogetslot．In2006，aliteratureputsforwardaplasticformingmethod，thenameissplittingextrusion．Thispaperfirstlytakesrectangularslotsplittingextrusionastheresearchobject，intheresearchtheslotwidthisaconstant(1Omm)．Thedeformmionprocessofcuspidalsplittersplit—extrudingrectangularsl

5、otWasresearched，andpreliminaryconcludeditsforminglaws，throughnumericalandphysicalsimulationmethods．Themajorworkandconclusionsofthepaperaresummarizedasfollows：(1)Proposedtheresearchschemeofcuspidalsplittersplit—extrudingrectangularslot．Aftersomeconsiderationorthogonaltestdesignisusedto

6、researchthissubject．Determinedsplitterbroadeningangle，splittertiltangle，andslotdepthasthefactors，theneveryfactortakesfourlevelfigure，fmallyselectsfive-factorandfour-levelorthogonaltable．UsedDEFORM-3D(atypeofplasticformingfmiteelementanalysissoftware)todonumericalsimulationfororthogona

7、ltest．Accordingtotheformingeffect,carriedtherangeanalysis．Theresultsofrangeanalysisshowedthattheprimaryandsecondaryrelationshipbetweeneveryfactor,theyaresplitterbroadeningangle@)，splittertiltangle(p)，andtheslotdepth(6)inorder．Accordingtotherangeanalysis，theoptimumparameterisnlpl6l(al=

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