【摘 要】
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精冲是在普通冲裁基础上发展而来的一种金属塑性加工工艺。相比于普通冲裁,精冲具有形状尺寸精度高、冲裁面光洁和表面平整等优点,广泛地应用于航空航天、汽车、电子元件和家用电器等的制造中。温成形是指金属材料在高于室温但低于再结晶开始温度的温度范围内进行的塑性变形过程。温变形过程中既有强烈的加工硬化,又有静态回复的软化。因此温变形既有热变形时的变形抗力小、塑性高和允许变形量大的优点,又有冷变形精度高的优点。
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精冲是在普通冲裁基础上发展而来的一种金属塑性加工工艺。相比于普通冲裁,精冲具有形状尺寸精度高、冲裁面光洁和表面平整等优点,广泛地应用于航空航天、汽车、电子元件和家用电器等的制造中。温成形是指金属材料在高于室温但低于再结晶开始温度的温度范围内进行的塑性变形过程。温变形过程中既有强烈的加工硬化,又有静态回复的软化。因此温变形既有热变形时的变形抗力小、塑性高和允许变形量大的优点,又有冷变形精度高的优点。本文结合温成形和精冲工艺,探讨温度对于改善6061铝合金板料精冲成形性的作用。主要研究成果如下: 1)针对6061铝合金进行不同温度条件下的单向拉伸试验,得到了应力应变曲线。结果表明,随着温度的升高,材料的屈服强度降低,升温后材料软化明显。 2)通过精冲实验探讨温度、压边力和反顶力对于精冲件断面质量的影响。本文提出通过计算精冲件断面光亮带、撕裂带占断面面积的比例来评估其质量好坏的方法,并利用该方法对比不同温度、不同压边力和反顶力条件下6061铝合金精冲件断面光亮带和撕裂带的面积的比例。结果表明,随着温度的升高,光亮带所占面积比例逐渐升高而撕裂带所占面积比例逐渐减少,当温度上升到175℃,精冲件撕裂带消失,整个断面呈现为光亮带;随着压边力和反顶力的升高,精冲件断面呈现出光亮带升高而撕裂带减少的趋势,但改善效果有限。 3)通过观察精冲剪切带的流线分布,发现剪切带内第二相被拉长,且整个剪切带的形成是随着凸模的下行而逐步完成的。凸模压下量为板料厚度50%时的剪切带的厚度远大于凸模压下量为20%时的厚度。同时对比压下量为20%下不同温度条件下凸模附近剪切带的不同,发现25℃时刃口附近出现了裂纹,而175℃时并没有出现裂纹。在压下量为50%的情况下,25℃剪切带几乎完全断裂,而175℃剪切带裂纹仅仅在凹模刃口附近产生,凸模附近尚未产生裂纹,实验结果对比表明,升温延缓了裂纹的产生和扩展。最后利用有限元模拟验证了上述结论。
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