【摘 要】
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六角螺柱作为一种重要的机械紧固连接零件,广泛应用于汽车、航空航天等零部件装配生产领域。传统的六角螺柱加工方法主要采用切削加工,该方法不仅切断了金属的纤维流线,而且对后续的连接质量产生一定的影响。冷挤压成形是一种少无切削的近净成形制造方法,该方法材料利用率高且适合大批量生产,是六角螺柱的有效成形制造方法之一。然而,六角螺柱连续式冷挤压变形过程复杂,界面接触压力变化大,零件表面的磷化皂化膜在冷挤压变形
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六角螺柱作为一种重要的机械紧固连接零件,广泛应用于汽车、航空航天等零部件装配生产领域。传统的六角螺柱加工方法主要采用切削加工,该方法不仅切断了金属的纤维流线,而且对后续的连接质量产生一定的影响。冷挤压成形是一种少无切削的近净成形制造方法,该方法材料利用率高且适合大批量生产,是六角螺柱的有效成形制造方法之一。然而,六角螺柱连续式冷挤压变形过程复杂,界面接触压力变化大,零件表面的磷化皂化膜在冷挤压变形过程中容易发生失效。因此,模具磨损及模具寿命是影响六角螺柱冷挤压成形工艺的关键因素。本文以某公司生产的AISI-1025六角螺柱为研究对象,采用连续贯通式的冷挤压成形方法,结合摩擦试验、有限元数值模拟、程序二次开发及冷挤压成形试验等手段,建立了考虑界面接触压力变化的AISI-1025材料/模具界面的可变摩擦模型及实现了该模型在DEFORM有限元软件中的应用,研究了六角螺柱连续贯通式冷挤压变形规律及芯轴磨损机制,获得了以下研究结果:（1）采用外推法及标准压缩试验获得了AISI-1025材料的真实应力-应变关系,确定了AISI-1025材料的压缩本构模型为:σ=622ε0.27。（2）结合圆环墩粗试验及有限元数值模拟标定方法,建立了外径:内径:高度=4:2:1的摩擦因子有限元标准标定曲线及考虑界面接触压力变化的AISI-1025材料/模具界面的可变摩擦模型。（3）基于FORTRAN编译软件及DEFORM软件子程序二次开发,实现了可变摩擦模型在有限元软件中的应用,并通过中心凸起反挤压成形试验验证了该可变摩擦模型的有效性。（4）连续贯通式冷挤压与单个坯料冷挤压工艺相比,变形规律存在很大差异。单个坯料冷挤压工艺初期塑性变形主要集中在凹模入口处,坯料随着挤压凸模下行依次流入凹模;连续贯通式冷挤压工艺初期塑性变形主要集中在芯轴顶部附近,当坯料上端部分材料贴合芯轴后,下端部分坯料依次流入凹模。（5）连续贯通式冷挤压工艺下芯轴磨损量比单个坯料冷挤压工艺严重。挤压后的不同留余高度对芯轴的磨损量影响较大,随着留余高度的增加,芯轴的最大线磨损深度区域下移。
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