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沖壓成形的視頻教程
拉深管金屬卡箍沖壓成形仿真:操作細致,提供附件(需購買),視頻沒有聲音
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基于Abaqus的金屬成形模擬
本課程由赤子Sim和來自臺灣的Nina老師合作完成,課程主要內容包括: 1.金屬塑性成形的基本概念及在Abaqus中的相關設定; 2.沖壓成形理論及示例(由Nina老師主講) 3.沖裁 4.彎管成形 5.彎板成形 6.基于熱——位移耦合的擠壓成形 7.軋制
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沖壓成形的實例教程
沖壓件的成形有冷沖壓成形技術,還有熱沖壓成形技術。那么沖壓件的冷沖壓成形與熱沖壓成形有什么不同呢?沖壓件廠家--滄州惠豐汽車配件有限公司來為你介紹過。
熱沖壓成形是汽車沖壓件制造領域內的較為選進的技術,是國際上近幾年來出現的一項專門用于成形超高強度鋼板沖壓件的先進制造技術。熱沖壓成形中所使用的鋼板是一種特殊的硼合金鋼板,這種鋼板不同于傳統的冷成形超高強度鋼。
現在應用比較廣泛的雙相鋼、復相鋼等冷成形高強度鋼板一般是在常溫下通過冷沖壓的方法成形,成形前后零件的顯微組織和機械強度基本不發生改變;而熱沖壓成形中所使用的鋼板在常溫下強度不很高,抗拉強度僅有400-600MPA,具有良好的塑性與可成形性。它是通過熱沖壓成形工藝進行成形和淬火后,零件的顯微組織由原來的鐵素體和珠光體轉變成均勻的馬氏體,抗拉強度可以達到1500MPA以上,硬度可以達到50HRC,而且基本沒有回彈,具有很高的尺寸精度。
熱沖壓成形在鋼板中添加了硼,其目的在于提高鋼板的淬火性能,使用板料的組織轉變順利進行。此外,為了提高材料的強度以及其它力學性能,還添加了Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等多種合金微量元素。
展開 熱沖壓成形一般是將鋼板首先加熱到900℃左右的奧氏體后進行沖壓,而后通過對沖壓模具快速注水實現零件的冷卻,通過這種熱循環和冷卻過程,鋼板的強度可以大大提高,抗拉強度由交貨狀態下的約500MPA提高到熱沖壓成形后的約1500MPa。根據工序過程的不同,熱沖壓成形可分為直接熱沖壓成形和間接熱沖壓成形兩種工藝。
(1)直接熱沖壓成形技術
熱成形鋼板下料后,不經過預成形,直接加熱到奧氏體化溫度,然后放入模具中快速成形,一旦沖壓形狀到達預定值,零件立即被淬火硬化,見圖1。該工藝主要用于形狀較簡單且變形程度不大的工件,由于直接成形工藝成本較低,使用也最為廣泛。
圖1 直接熱沖壓成形工藝示意圖
(2)間接熱沖壓成形技術
熱成形鋼板首先在常規冷成形模具中成形到最終形狀的90%~95%,然后將預成形的零件加熱奧氏體化后熱沖壓成形和淬火硬化,工藝過程見圖2。對于一些形狀復雜或者拉延深度較大的零件,間接熱沖壓成形可以避免成形開裂,零件的預成形可以減小材料與模具之間的相對位移,從而減小模具表面在高溫下的磨損。采用鍍鋅涂層熱成形鋼的零件一般必須使用間接熱沖壓成形工藝。
圖2 間接熱沖壓成形工藝示意圖
無論是直接熱沖壓成形和間接熱沖壓成形,典型工藝過程一般都包括以下幾個工序過程:開卷落料、零件加熱、沖壓成形、淬火、激光切割、噴丸和涂油等。
a.開卷落料
現代沖壓工藝為了提高材料的利用率和生產的效率,一般會采用開卷落料的方式。
b.熱沖壓成形零件的加熱
目前主要的加熱類型包括輻射加熱、感應加熱和電傳導加熱三種。
c.熱沖壓成形
熱沖壓成形最大的特點是沖壓過程是在高溫狀態下完成的,且熱沖壓時板料的溫度必須在馬氏體轉變溫度以上。
目前熱沖壓工藝的發展方向是如何提高熱沖壓成形的生產效率,縮短成形周期。
展開 五金沖壓板料沖壓成形性能的好壞關系著生產出來的沖壓件成型質量,在選用板料進行加工生產時,應確保板料具有好的沖壓成形性能。
因此,亞穩定β型鈦合金在退火或固溶狀態具有非常好的工藝塑性和冷成形性。這類合金主要包括TB2、TB3、TB5和TB8等,它們通常具有優良的冷軋和冷成形性,可在室溫下成形中等復雜的鈑金零件,并可冷鐓鉚釘和螺栓。
綜上所述,α型鈦合金可以通過孿晶協調變形,亞穩定β型鈦合金β相屬于體心立方結構,可開動的滑移系較多,它們是良好的沖壓成形材料。
影響鈦與鈦合金沖壓成形的因素
影響鈦與鈦合金沖壓成形的因素,除了沖壓材料本身微觀晶體結構外,還包括材料的宏觀力學性能、成形模具和沖壓成形工藝參數等。
鈦與鈦合金力學性能的影響
影響鈦與鈦合金沖壓成形的力學性能主要包括材料的屈強比(Rp/Rm)、延伸率(A)和杯突指數(IE)等,具體力學性能如表1所示。
沖壓成形模具的影響
由于鈦與鈦合金的彈性模量小,彎曲能力較差,因此,成形模具凸模和凹模的圓角半徑對鈦與鈦合金材料的沖壓成形有很大影響。通常凸模圓角半徑≥(4~8)t(t為板材厚度)或者更大,才能避免沖壓過程中材料開裂現象。增大凹模圓角半徑有利于材料的沖壓成形,但不能過大,過大會造成沖壓材料較早脫離壓邊圈,導致起皺現象提前發生,但凹模圓角半徑也不能過小,過小會造成拉裂現象。此外,凸、凹模間隙對沖壓力、工具磨損、切口表面質量以及零件精度會產生很大影響,所以必須合理設置凸、凹模間隙,凸、凹模間隙通常按以下公式進行計算:Z=(0.03~0.05)t,其中t為板材厚度(mm),由于鈦與鈦合金的回彈大,為了減小回彈,一般凸、凹模間隙值取下限值。
表1 影響鈦與鈦合金沖壓成形的主要力學性能
沖壓成形工藝參數的影響
壓邊間隙、壓邊力、沖壓速率和沖壓溫度對鈦與鈦合金材料沖壓成形也有很大的影響。
展開 熱沖壓成形量產模具設計流程如圖5所示,采用autoform、pam stamp2G等軟件進行對熱沖壓成形過程進行快速成形模擬和冷卻過程模擬,利用熱沖壓成形鋼板的高溫流變曲線、高溫摩擦系數、FLD等參量進行成形模擬,采用Fluent、Ansys等軟件進行模具冷卻效果模擬,保證熱成形模具長期工作熱平衡性。這一過程實際是熱力學、機械學耦合模擬。將模擬結果作為模具設計方案確定的重要依據。
圖5 熱沖壓成形量產模具設計流程
熱沖壓成形模具型面設計要點如下:
(1) 模具型面主要卻決于產品數據,并根據客戶對零件的技術要求,制定合適的模具加工精度和公差,并應考慮熱脹冷縮及回彈的影響,對模具型面采取合適補償方案;同時熱沖壓鋼板高溫時摩擦系數大,高溫成形時易于開裂,因此,熱沖壓模具型面通常不設計拉深筋,對于復雜成形零件,增加壓料裝置用于控制板料合理流動,保證熱沖壓成形性能。
(2)翻邊孔變形特征的轉變設計。
(3)對于后續激光切割時難于定位的零件,應適當增加工藝凸臺。
熱沖壓成形實際上鋼板在熱沖壓成形模具中成形和淬火的過程,熱沖壓零件的組織、性能和尺寸精度能否穩定地滿足要求均與在模具中成形和淬火密切相關,熱沖壓成形模具應具備良好的沖壓成形、淬火、長期穩定的能力。熱沖壓成形模具是熱沖壓成形工藝的核心技術。同時,熱沖壓成形模具工作溫度在800℃左右至室溫之間,工作溫度高,并需要承受冷熱的急劇變化。
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羅臘
海克斯康工業軟件CAE專家
具有二十年沖壓行業經驗,十年模具行業工藝經驗,八年FTI企業級系統的應用及技術支持經驗,以及與主機廠SE部門協作的豐富經驗。