CN108127001A - 一种弧形件冷挤压波动整形方法 - Google Patents
一种弧形件冷挤压波动整形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108127001A CN108127001A CN201711403384.1A CN201711403384A CN108127001A CN 108127001 A CN108127001 A CN 108127001A CN 201711403384 A CN201711403384 A CN 201711403384A CN 108127001 A CN108127001 A CN 108127001A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- period
- velocity
- arc
- cold extrusion
- shaped workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000641 cold extrusion Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 claims 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 3
- XGZGDYQRJKMWNM-UHFFFAOYSA-N tantalum tungsten Chemical compound [Ta][W][Ta] XGZGDYQRJKMWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 4
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C25/00—Profiling tools for metal extruding
- B21C25/02—Dies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/02—Making uncoated products
- B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
- B21C23/14—Making other products
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种弧形件冷挤压波动整形方法,给冷挤压上模加载一个复合速度,通过分别控制在复合速度各个周期内的瞬时真应变,从而优化设计复合速度各个周期内的速度轨迹路线及其对应的整形量,促进上模向下对坯料进行冷挤压整形,提高弧形件的成形精度。所述的复合速度包括多个周期性复合速度,每个周期性复合速度均由固定速度和波动速度相加组成;复合速度的矢量方向一直沿挤压轴线向下;相邻振幅大于0的波动速度的振幅逐次减小。本发明能够有效减小冷挤压件精整时的回弹变形,可以广泛应用于铜、钽钨等各种合金产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种弧形件冷挤压波动整形方法。
背景技术
纯铜、钽钨合金等材料冷成形性能好,在高精密零部件中应用广泛。特别对于弧形件,其产品几何结构多过渡弧线,并且形位精度高,采用传统的冷挤压方法成形,弧形件的内部应力大,回弹大,各部位的尺寸跳差无法控制,造成后续需要进行精加工或打磨,影响产品制造质量和效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弧形件冷挤压波动整形方法,通过将总的变形量分解为若干个小变形量的成形周期,采用复合速度波动整形的方法,对各个成形周期的小变形量进行控制,促进内部应力屈服和塑性变形,减小累积应力和弹性变形,实现弧形件的净成形。
为了实现上述目的,采用以下技术方案:
一种弧形件冷挤压波动整形方法,其特征在于:给冷挤压上模加载一个复合速度,通过分别控制在复合速度各个周期内的瞬时真应变,从而优化设计复合速度各个周期内的速度轨迹路线及其对应的整形量,促进上模向下对坯料进行冷挤压整形,提高弧形件的成形精度。
复合速度包括N个周期性复合速度,每个周期性复合速度均由固定速度和波动速度相加组成,第i个周期(1≤i≤N)中第j个有效数据点的复合速度的函数Vij为:Vij=vi+2πfiaicos(2πfitij)。式中vi-第i个周期的固定速度(mm/s),vi≤0;fi—第i个周期的波动速度频率(Hz),fi≥0;ai—第i个周期的波动速度振幅(mm),ai≥0;tij—从第1个有效数据点到第i个周期(1≤i≤N)中第j个有效数据点总共累积时间(s),tij≥0。
第i个(1≤i≤N)周期中第j个有效数据点在累积时间tji的瞬时整形量ΔZij(mm)为:式中vi—第i个周期的固定速度(mm/s),vi≤0;fi—第i个周期的波动速度频率(Hz),fi≥0;ai—第i个周期的波动速度振幅(mm),ai≥0;ni—第i个周期中离散点的个数;mi—第i个周期中离散点的有效个数;j—第i个周期中有效离散点的排序数,1≤j≤mi。
第i个(1≤i≤N)周期中第j个有效数据点在累积时间tji的瞬时真应变平均值式中η—修正系数,η≥1;hij—变形坯料的瞬时厚度(mm);εTS—材料在恒定温度和应变速率条件下的抵抗位错起始抗力的等效应变;∑ti-1—前面第i-1个周期(1≤i≤N)总共累积时间(s),∑ti-1≥0;tij—第1个有效数据点到第i个周期(1≤i≤N)中第j个有效数据点总共累积时间(s),tij≥0;vi—第i个周期的固定速度(mm/s),vi≤0;fi—第i个周期的波动速度频率(Hz),fi≥0;ai—第i个周期的波动速度振幅(mm),ai≥0;j—第i个周期中有效离散点的排序数,1≤j≤mi;ΔZij—第i个(1≤i≤N)周期中第j个有效数据点在累积时间tji的瞬时整形量(mm)。
复合速度的矢量方向一直沿挤压轴线向下。
相邻的有效塑性变形周期内的波动速度的振幅逐次减小。
本发明通过给冷挤压上模加载一个复合速度,通过分别控制在复合速度各个周期内的瞬时真应变,从而优化设计复合速度各个周期内的速度轨迹路线及其对应的整形量,促进上模向下对坯料进行冷挤压整形,提高弧形件的成形精度。所述的复合速度包括多个周期性复合速度,每个周期性复合速度均由固定速度和波动速度相加组成;复合速度的矢量方向一直沿挤压轴线向下;相邻振幅大于0的波动速度的振幅逐次减小。本发明能够有效减小冷挤压件精整时的回弹变形,可以广泛应用于铜、钽钨等各种合金产品。
说明书附图
图1为弧形件冷挤压波动整形示意图;
图2为冷挤压波动整形的加载速度与位移曲线示意图;
图3计算与FEM获得的等效应变对比示意图;
图4瞬时整形量、瞬时真应变与时间的关系示意图。
图中,1-下模,2-上模,3-坯料。
具体实施方式s
以下结合实例对本发明作进一步说明。
实施例1
以纯铜弧形件为实施对象,其坯料的主体厚度为4mm,冷挤压整形模具如图1所示,给冷挤压上模加载包括10个周期性复合速度,其中,相邻的有效塑性变形周期内的波动速度的振幅从0.2mm,依次以0.02mm的梯度递减,波动速度频率为1.6Hz,离散点为100个,加载的复合速度和运动轨迹如图2所示,上模依次向下对坯料进行增速加载、减速加载、保压等多个循环成形。采用相同的方法,在有限元(FEM)仿真软件中设定波动复合速度,并导入纯铜材料模型,对弧形件冷挤压波动整形过程进行模拟分析,在修正系数取值1.25时,公式计算得到的累积等效应变与时间的曲线与FEM获得的曲线基本一致(如图3所示)。说明本发明的一种弧形件冷挤压波动整形方法可靠性高。
在此基础上,计算得到弧形件冷挤压波动整形的瞬时整形量、瞬时真应变与时间的关系(如图4所示),据此可以优化确定最终弧形件的整形量等相关工艺参数,并指导弧形件冷挤压整形工艺设计开发。
本发明的实施案例揭露如上,然而并非限定本发明,这些依据本发明精神所做的变化都应包括在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种弧形件冷挤压波动整形方法,其特征在于:给冷挤压上模加载一个复合速度,分别控制在复合速度各个周期内的瞬时真应变,促进上模向下对坯料进行冷挤压整形。
2.如权利要求1所述的弧形件冷挤压波动整形方法,其特征在于:复合速度包括N个周期性复合速度,每个周期性复合速度均由固定速度和波动速度相加组成,第i个周期(1≤i≤N)中第j个有效数据点的复合速度的函数Vij为:Vij=vi+2πfiaicos(2πfitij);
式中vi—第i个周期的固定速度(mm/s),vi≤0;fi—第i个周期的波动速度频率(Hz),fi≥0;ai—第i个周期的波动速度振幅(mm),ai≥0;tij—从第1个有效数据点到第i个周期(1≤i≤N)中第j个有效数据点总共累积时间(s),tij≥0。
3.如权利要求1所述的弧形件冷挤压波动整形方法,其特征在于:第i个(1≤i≤N)周期中第j个有效数据点在累积时间tji的瞬时整形量ΔZij(mm)为:
式中vi—第i个周期的固定速度(mm/s),vi≤0;fi—第i个周期的波动速度频率(Hz),fi≥0;ai—第i个周期的波动速度振幅(mm),ai≥0;ni—第i个周期中离散点的个数;mi—第i个周期中离散点的有效个数;j—第i个周期中有效离散点的排序数,1≤j≤mi。
4.如权利要求1所述的弧形件冷挤压波动整形方法,其特征在于:第i个(1≤i≤N)周期中第j个有效数据点在累积时间tji的瞬时真应变平均值
式中η—修正系数,η≥1;hij—变形坯料的瞬时厚度(mm);εTS—材料在恒定温度和应变速率条件下的抵抗位错起始抗力的等效应变;∑ti-1—前面第i-1个周期(1≤i≤N)总共累积时间(s),∑ti-1≥0;tij—第1个有效数据点到第i个周期(1≤i≤N)中第j个有效数据点总共累积时间(s),tij≥0;vi—第i个周期的固定速度(mm/s),vi≤0;fi—第i个周期的波动速度频率(Hz),fi≥0;ai—第i个周期的波动速度振幅(mm),ai≥0;j—第i个周期中有效离散点的排序数,1≤j≤mi;ΔZij—第i个(1≤i≤N)周期中第j个有效数据点在累积时间tji的瞬时整形量(mm)。
5.如权利要求2所述的弧形件冷挤压波动整形方法,其特征在于:复合速度的矢量方向一直沿挤压轴线向下。
6.如权利要求2所述的弧形件冷挤压波动整形方法,其特征在于:相邻的有效塑性变形周期内的波动速度的振幅逐次减小。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711403384.1A CN108127001B (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种弧形件冷挤压波动整形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711403384.1A CN108127001B (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种弧形件冷挤压波动整形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108127001A true CN108127001A (zh) | 2018-06-08 |
CN108127001B CN108127001B (zh) | 2019-07-09 |
Family
ID=62391580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711403384.1A Active CN108127001B (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种弧形件冷挤压波动整形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108127001B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU747555A1 (ru) * | 1977-12-12 | 1980-07-15 | Ижевский механический институт | Способ наладки прессового инструмента с системой ультразвуковых колебаний |
US4346578A (en) * | 1976-12-30 | 1982-08-31 | Harrison Nelson K | Extrusion press and method |
DE10027703A1 (de) * | 2000-06-03 | 2001-12-13 | Sms Demag Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Umformen, insbesondere Fließpressen eines metallischen Werkstücks |
CN102380517A (zh) * | 2011-10-19 | 2012-03-21 | 浙江工业大学 | 基于电液伺服驱动的多功能振动挤压模具 |
CN204545001U (zh) * | 2015-03-23 | 2015-08-12 | 刘兴军 | 镁合金汽车轮毂成型装置 |
CN106583615A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-04-26 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | Ti55合金高筒环件的闭式冲孔方法 |
-
2017
- 2017-12-22 CN CN201711403384.1A patent/CN108127001B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4346578A (en) * | 1976-12-30 | 1982-08-31 | Harrison Nelson K | Extrusion press and method |
SU747555A1 (ru) * | 1977-12-12 | 1980-07-15 | Ижевский механический институт | Способ наладки прессового инструмента с системой ультразвуковых колебаний |
DE10027703A1 (de) * | 2000-06-03 | 2001-12-13 | Sms Demag Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Umformen, insbesondere Fließpressen eines metallischen Werkstücks |
CN102380517A (zh) * | 2011-10-19 | 2012-03-21 | 浙江工业大学 | 基于电液伺服驱动的多功能振动挤压模具 |
CN204545001U (zh) * | 2015-03-23 | 2015-08-12 | 刘兴军 | 镁合金汽车轮毂成型装置 |
CN106583615A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-04-26 | 贵州安大航空锻造有限责任公司 | Ti55合金高筒环件的闭式冲孔方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108127001B (zh) | 2019-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101493687A (zh) | 实时前瞻全程加减速控制的nurbs曲线自适应分段插补方法 | |
CN105081133B (zh) | 一种大型框类钣金零件腹板翘曲控制方法 | |
CN106897501B (zh) | 面向自适应加工中基于叶片类零件变形的定位优化方法 | |
CN107872991A (zh) | 用于蠕变时效成形的部件的造型的模具机构、装置和方法 | |
CN105414351B (zh) | 基于回弹补偿的大型双曲度曲面多点成形方法 | |
Cui et al. | Electromagnetic partitioning forming and springback control in the fabrication of curved parts | |
CN105127284A (zh) | 一种分层控制的电磁渐进成形方法 | |
Hirt et al. | A New Forming Strategy to Realise Parts Designed for Deep‐drawing by Incremental CNC Sheet Forming | |
CN107008787A (zh) | 一种螺旋式三维复杂弯曲件的自由弯曲成形方法 | |
Xiao et al. | Investigation of springback during electromagnetic-assisted bending of aluminium alloy sheet | |
Podder et al. | Flow forming of thin-walled precision shells | |
CN108127001B (zh) | 一种弧形件冷挤压波动整形方法 | |
US9522420B2 (en) | Incremental forming method | |
CN110814247B (zh) | 基于改进pso的锻件形变量优化方法 | |
CN108723142B (zh) | 一种空间无直段复杂弯曲空心构件的柔性成形方法 | |
Zhou et al. | Application and correction of L-shaped thin-wall aluminum in flexible-bending processing | |
Erhu et al. | Inhibitory effects of a flexible steel pad on wrinkling in multi-point die forming | |
CN106326550A (zh) | 一种复杂蒙皮零件回弹补偿工艺模型建模方法 | |
CN110303090B (zh) | 型材多点拉弯模具头体自动化调形*** | |
CN105880332A (zh) | 液压空心管件回弹控制方法及装置 | |
Kriechenbauer et al. | Evolutionary optimization of deep-drawing processes on servo screw presses with freely programmable force and motion functions | |
CN104400352B (zh) | 一种半硬态铜管加工方法 | |
CN106156446A (zh) | 基于数值模拟的塑性成形过程能耗分析方法 | |
Heo et al. | Shape error compensation in flexible forming process using overbending surface method | |
JP5839323B2 (ja) | 金属板体の金型寸法自動探索システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240311 Address after: 400039 Chongqing Jiulongpo Yuzhou Road No. 33 Patentee after: Southwest Institute of technology and engineering of China Ordnance Equipment Group Country or region after: China Address before: 400039 Chongqing Jiulongpo Yuzhou Road No. 33 Patentee before: NO 59 Research Institute OF CHINA ORDNACE INDUSTRY Country or region before: China |