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文檔簡介
1、目錄一、論文選題的意義一、論文選題的意義二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀三、論文的研究目標、研究內(nèi)容、三、論文的研究目標、研究內(nèi)容、擬解決的關鍵問題、研究方法、技術路線擬解決的關鍵問題、研究方法、技術路線四、研究計劃進度四、研究計劃進度一、論文選題的意義 對于冷塑性變形對金屬組織性能影響的研究尚處于探索階段 精沖是目前板料成形中發(fā)展和應用非常迅速的精密成形技術 新型精沖技術-閉擠式精沖技術對于冷塑性變形對金屬組織性能影響的研究尚處于探索階段 目前直接針對某種冷成型工藝對被加工材料的組織性能影響的研究尚不多見,主要集中于各種擠壓工藝。而利用研究結果反過來對工藝進行優(yōu)化設計的研究就更加少見。深
2、入研究冷變形對性能的改變,進而通過控制變形過程獲得所需要的性能將是未來這方面研究的方向之一。精沖是目前板料成形中發(fā)展和應用非常迅速的精密成形技術 精沖屬于無削加工技術,是在普通沖壓技術基礎上發(fā)展起來的一種精密沖裁方法。這種加工方法的成果是沖件的沖切面在其整個料厚上沒有裂紋和撕裂。此外,還能夠達到最嚴的尺寸精度和平直度公差。 特點:精沖技術優(yōu)質(zhì)高效低耗應用廣泛,還可與其它成形工藝(如拉伸彎曲擠壓等)結合后附成型附加值較高的三維零件,取代普沖、機加工、鍛造及粉末冶金等加工零件,可達到以較低成本改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的目的,具有巨大經(jīng)濟技術效益。新型精沖技術-閉擠式精沖技術 本課題主要研究閉擠式
3、精沖成形件表層顯微狀態(tài)及力學性能。閉擠式精沖是在綜合精沖和擠壓技術基礎上提出的,是一種能精沖低塑性、厚板材料的新型精沖技術。本課題通過研究閉擠式精沖成形件表層顯微狀態(tài)及力學性能,從而總結出一系列通過精沖工藝優(yōu)化材料性能的措施,并對閉式擠精沖工藝的優(yōu)化提供依據(jù),指導實際生產(chǎn)。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 冷塑性成形對材料組織性能影響的研究冷塑性成形對材料組織性能影響的研究 精沖工藝及其與組織性能相關方面的研究精沖工藝及其與組織性能相關方面的研究 閉式擠精沖工藝相關方面的研究閉式擠精沖工藝相關方面的研究冷塑性成形對材料組織性能影響的研究冷塑性成形對材料組織性能影響的研究金屬材料在冷塑性成形時發(fā)
4、生的變化主要有以下幾個方面: 1)顯微組織改變; 2)亞結構細化; 3)產(chǎn)生形變織構; 4)加工硬化; 5)形變引起各向異性; 6)殘余應變能和殘余應變; 7)其它物理性能的變化。國內(nèi)對于冷塑性變形對金屬組織性能影響的重點主要集中于鎂合金、鋁合金等新興材料的成形性能研究。目前在材料加工工藝對性能影響方面的工作主要集中于改變某一加工工藝的工藝參數(shù),如加工速率、加工溫度或加工變形程度李淑波、吳昆等人對擠壓變形前后的AZ91鎂合金進行了微觀組織和力學性能研究路林林、楊平等研究了形變熱處理對AZ80鎂合金組織及性能的影響寧愛林等人通過力學性能檢測、掃描電鏡和透射電鏡觀察,研究了幾種工藝下大冷變形對20
5、24鋁合金組織和性能的影響。楊伏良、甘衛(wèi)平等針對航空航天電子封裝用輕質(zhì)高硅鋁合金材料,研究了擠壓溫度對其力學性能的影響張志遠、程顯敏等研究了擠壓比對熱擠壓AZ91鎂合金顯微組織和拉伸性能的影響精沖工藝及其與組織性能相關方面的研究精沖工藝及其與組織性能相關方面的研究 1923年德國人F.Schiess通過試驗研究發(fā)明了精沖工藝并獲得專利,上世紀50年代開始在國外推廣應用。目前,世界范圍內(nèi)投入生產(chǎn)的精沖工藝主要有強力壓邊精沖、對向凹模精沖工藝、平面精沖工藝等。目前國內(nèi)外對于精沖與組織性能的研究僅限于3個方面: 1.加工前材料微觀狀態(tài)對可加工性的影響,精沖工藝對材料的基本要求如下:1)塑性好,材料的
6、塑性指標伸長率和斷面收縮率高,具有較高的變形能力,精沖時,變形區(qū)的材料隨刃口流動而不斷裂。2)變形抗力低,材料的屈服強度和抗拉強度低,有利于實現(xiàn)精沖工藝的潤滑,提高模具壽命和剪切面質(zhì)量。3)組織結構好,精沖對材料的組織有較高的要求。 2.加工過程中金屬流動情況,為了分析精沖變形區(qū)的內(nèi)部情況,鄧明、夏慶發(fā)等對某精沖鏈輪精沖的2個關鍵瞬間,沿軸線剖切,進行了金相和流線的觀察。 3.成形件表面硬度,精沖件靠近外輪廓邊緣,變形程度急劇增加,在邊緣上尤以靠近凸模附近最為劇烈,由于冷作硬化,表現(xiàn)在硬度上也是擠剪表面硬度較大。閉式擠精沖工藝相關方面的研究閉式擠精沖工藝相關方面的研究 目前閉擠式精沖的模具有兩
7、種類型,一種為凸臺式,另一種為平面式。最近三年,閉擠式精沖技術課題組在鄧明、呂琳等人的帶領和市委相關項目的大力支持下,從閉擠式精沖成形機里,工藝原理,成形規(guī)律及工藝模具設計等方面進行了深入研究,并取得重大進展。張會杰,呂琳等人對閉擠式精沖過程進行了有限元模擬,得出有限元斷裂值取0.2時,有限元模擬與物理實驗比較接近的結論。鄧明,張會杰等人在有限元模擬的基礎上設計了該工藝的實驗模具,成功沖出了直徑為15mm,厚度13mm的AL2024材料的高尺寸精度、低輪廓面粗糙度的圓柱形工件,并對變形區(qū)材料的流動規(guī)律和產(chǎn)品質(zhì)量與坯料的關系進行了分析、研究,得出了工件輪廓面光亮帶比例大小與外填充率為主、副凹模型
8、腔的閉合高度與坯料厚度的比值有關,且內(nèi)表面容易比外表面形成光亮帶的結論。三、論文的研究目標、研究內(nèi)容、擬解決的關鍵問題、研究方法、技術路線 1 課題的研究目標課題的研究目標 2 課題的研究內(nèi)容課題的研究內(nèi)容 3 擬解決的關鍵問題擬解決的關鍵問題 4研究方法、技術路線、工藝流程及實驗方案研究方法、技術路線、工藝流程及實驗方案課題的研究目標課題的研究目標 (1)閉擠式精沖成形材料流動的研究 研究靜水應力大小與塑性提高,以及導致裂紋出現(xiàn)早遲的關系,即三向壓應力大小與塑性提高量的關系,得到光整輪廓面形成的力學基礎。 進行成形件顯微物理實驗,通過變形區(qū)附近的材料流線分析,研究變形區(qū)材料流動規(guī)律和成形面附
9、近變形程度。 (2)閉擠式精沖成形件表面物理力學形態(tài)特性研究 進行金相顯微物理實驗分析,對閉擠式精沖件材料表面和一定表層深度的顯微硬度、變形區(qū)晶粒變化、表面形貌。殘余應力和耐磨性等進行分析研究課題的研究內(nèi)容課題的研究內(nèi)容 (1)結合工藝實驗進行基于顯微狀態(tài)分析(包括成形流線、表面形貌特征、表面顯微硬度分布)的成形機理、材料流動情況;研究結合變形區(qū)的金相組織變化、宏觀流線及顯微硬度分布等對精密成形過程及斷面進行分析; (2)進行對比實驗,應用顯微硬度計、金相顯微鏡和掃描電鏡等實驗儀器研究閉擠式精沖件表面物理及形態(tài)變化對性能的影響。 (3)利用短波長X射線檢測儀實驗研究精沖件表面附近的殘余應力及分
10、布。 (4)進程上從圓形輪廓入手研究,逐步過渡到變曲率輪廓的閉擠式精沖成形研究。擬解決的關鍵問題擬解決的關鍵問題 (1)弄清宏觀成形狀態(tài)微觀狀態(tài)變化性能變化間之間的直接關系; (2)弄清各種材料實驗和檢測方法,并進行實驗研究,對結果進行科學總結。研究方法、技術路線、工藝流程及實驗研究方法、技術路線、工藝流程及實驗方案方案 (1)進行材料的拉伸、壓縮與硬度試驗,得到材料的力學性能參數(shù); (2)運用金屬學實驗方法并利用學校現(xiàn)有設備對幾種精沖工藝加工的試件進行檢測并進行對比總結,包括:應力狀態(tài)、材料流動情況、微觀組織的變化和斷面狀態(tài)等; (3)改變閉擠式精沖加工條件,比較在不同變形量下加工前后材料的晶粒度,并測量加工試件的硬度和塑性,總結晶粒度與力學性能之間的聯(lián)系,確定最優(yōu)加工變形量范圍; (4)利用殘余應力分析儀研究閉擠式精沖件表面附近的殘余應力及分布。四、研究計劃進度 2014年09月2014年12月:調(diào)研,查閱資
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