简谈相对高度纤维方向沿厚向分布金属板拉深性能初步

摘要：纤维组织的有着,使金属材料力学性能具有显著的各向异性,对机械零件的利用性能和加工工艺会产生不可忽略的影响。拉深效果受纤维组织取向的影响非常显著,正确认识和利用材料的纤维方向,是材料加工工程需要探讨的重要不足之一。板料拉深变形中,重要的参数拉深系数就与纤维组织的方向性相关。本论文的主要工作有：设计制造了凹模直径为27.5mm带压边圈的拉深试验模具；用Q235钢和5052铝合金两种材料,制取了纤维方向在板面内与沿厚向两种分布方式,范围为40-50mm共9种直径的片状坯料,总数约200片；参考国家标准,采取直接试验的策略,在液压机上进行了无凸缘和有凸缘拉深试验,获取了6组实验数据。结果为：(1)无凸缘拉深时,Q235钢纤维组织沿厚向分布与纤维组织在板面内分布相比较,其最大拉深高度小了约25%,而极限拉深比约小10%。5052铝合金纤维组织沿厚向分布与纤维组织在板面内分布时的拉深性能相当。(2)有凸缘拉深时,Q235钢纤维组织沿厚向分布与纤维组织在板面内分布相比较,最大相对高度H/d小了16%-18%。5052铝合金纤维组织沿厚向分布与对应的纤维组织在板面内分布相比较,最大相对高度H/d小了16%-18%。本论文首次获得了纤维方向沿厚向分布的极限拉深系数数据,并与Q235钢片、5052铝合金片纤维组织在板面内分布的资料数据进行了比较探讨与浅析,验证了纤维组织方向与拉深凸耳的联系。探讨表明,就极限拉深高度而言,纤维方向沿厚向分布与纤维方向在板面内分布有显著差别。纤维组织沿厚向分布时拉深性能差于在板面内分布时；材料纤维组织沿厚向分布时拉深难度更大；无凸缘拉深时,与纤维组织在板面内分布的板料出现显著“凸耳”现象相比,纤维组织沿厚向分布的板料零件的边缘未显著出现“凸耳”现象。本探讨得出的数据,初步定量回答了纤维方向沿厚向分布与在板面内分布二者差别,丰富了金属板料拉深成形性能的内容,可为板料加工实践提供借鉴和参考。关键词：板料拉深论文纤维方向论文极限拉深高度论文拉深最大相对高度论文实验探讨论文

摘要3-4

ABSTRACT4-8

第1章 概论8-14

1.1 拉深的定义与特点8-10

1.2 材料纤维方向对拉深的影响10-12

1.2.1 拉深件质量不足10-11

1.2.2 材料纤维方向对拉深的影响11-12

1.3 选题作用与探讨内容12-14

第2章 拉深性能探讨近况和进展走势14-19

2.1 纤维组织方向影响的探讨14-17

2.1.1 厚向异性系数r14-15

2.1.2 板平面各向异性系数15-17

2.1.3 r值与冲压成形性能17

2.2 纤维组织沿厚向探讨探讨17-18

2.3 拉深技术的进展18-19

第3章 拉深成形的探讨策略19-23

3.1 拉深试验策略19-21

3.1.1 工艺实验法19

3.1.2 论述计算与浅析法19-20

3.1.3 数值模拟法20

3.1.4 优化设计策略20-21

3.2 本论文探讨策略21-23

第4章 厚向拉深试验探讨基础23-31

4.1 引言23

4.2 板料纤维在板面内分布和厚向拉伸性能比较23-24

4.3 厚向拉深试验准备24-29

4.3.1 试样的工艺设计与制备24-26

4.3.2 拉深案例的确定26-27

4.3.3 拉深模具27-29

4.4 试验条件29-31

第5章 厚向拉深试验探讨浅析31-44

5.1 试验历程31

5.1.1 试验操作流程31

5.1.2 试验工作内容31

5.2 无凸缘圆筒形件的拉深试验结果及浅析31-38

5.2.1 Q235钢的拉深试验结果及浅析31-37

5.2.2 铝合金的拉深试验结果及浅析37-38

5.3 带凸缘圆筒形件的一次成形拉深极限试验结果及浅析38-44

5.3.1 Q235钢的试验结果及浅析38-40

5.3.2 铝合金的拉深试验结果及浅析40-44

第6章 总结及展望44-46

6.1 初步结论与革新44-45

6.2 探讨展望45-46

致谢46-47