罩体冷挤压成型变形规律及工艺研究

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1、摘要冷挤压是目前材料近、净成形的工艺方法之一。它的加工精度高，质量稳定，非常适合于大批量生产。随着汽车，特别是轿车向高性能、低成本、低能耗方向的发展，采用冷挤压净成形重要而复杂的轿车零件是当今汽车制造业的发展趋势。冷挤压成形的另外优势在于其产品性能，特别是零件表面中能够保持冷作硬化状态。其残余的表面压应力不仅可以提高材料的硬度和强度，而且可以提高零件的疲劳寿命。采用基于有限元方法的数值模拟分析方法，模拟零件冷挤压成形过程，可获得金属流动规律和工件内部的应力、应变分布规律，变形过程的行程．载荷曲线等，可以有效减少模具调试周期，降低成本，达到模具设计最佳化。本文通过正交试验设计与数值模

2、拟技术相结合的方法，进行罩体冷挤压成形工艺参数优化，以获得较好的成形工艺方案。选取外环倒角高度、内环倒角高度和倒角角度三个参数作为影响因素，以内、外环高度成形得分和载荷值为指标，把每次有限元计算作为一次试验，通过有限元模拟分析来获得在每个因素各个水平下的结果，最终确定外环倒角高度、内环倒角高度和倒角角度等参数的最佳值，为提高罩体冷挤压成形质量提供有效依据。在罩体冷挤压成形工艺二维有限元模拟结果的基础上，对罩体的成形模具进行了合理的结构设计。经过物理实验证明：用冷挤压方法成形罩体，材料的流动规律和罩体内外环的填充过程，与数值模拟基本一致。通过对数值模拟和实验所得行程一载荷曲线比较，可

3、以看出，曲线变化趋势基本一致，验证了数值模拟结果的可靠性。在数值模拟和试验研究的基础上，对罩体冷挤压成形工艺的设计提出了建议。关键词：罩体，冷挤压，有限元，数值模拟，正交试验设计AbstractAtpresent，coldextrusionshapingprocessisamongthebestprocessOfthenetshapinginmaterialformingprocesses．Theprocessishighaccuracy,stablequantity柚dverysuitableforproductioninbulk．Withthedevelopmentofthea

4、utomobile．e8peciallythecar,itisrequiredthathigherperformance，lower∞st，the1ess00nsumes·neadoptingcoldextrusionshapingprocessmakesnetshapethe1reportantandcomplicatedcarpansarethedevelopmenttrendoftheautomobilemanufactunngindustrynowadays．Anotheradvantageofcoldextrusionshapingp朕essJiesmprodectsth

5、emselves，especiallysurfaceandasubsu哟Cenot伽1vcanralsethehardnessandstrengthsofthematerials，butalsocanraisefatiguelife0ftheparts．NumericalsimulationoftheWOrl(piece’scoldextrusionprocessbyFEMcangetmetalflowrule，effectivestressandstraindistributioninWOrl(pieceandload．strokeCurve血ringextrusiondefor

6、mation．UsingnumericalsimulationmeIhod削soc觚reduccthedic，strial。and。errorcycle，decreasethecostandgettheoptimizeddiedesign．Tooptimizetheprocessparametersandgetabetterextrusionprocessofc0Ve珊gelement’‘coldextrusionprocess，onhogonalexperimentdesignandnumenc龇simulationmethodare．usedinthistext．Intheor

7、thogonalexperimentdeslgn，helghtofouterring’Schamfer,heightofinnerring’sch锄ferandchamfera11斟earechooSedasinfluencefactors，andscoreofinnerandouterring，sheightf0咖andloadareevaluationcriterion．ByFEMsimulation，theinfluenceoftheeachfactortoex