基于固—液潤(rùn)滑的金屬拉深件成形裂紋狀態(tài)研究.pdf

1、本論文以提高拉深件成形質(zhì)量為目標(biāo),選取金屬畚斗制件為研究對(duì)象,采用聲發(fā)射技術(shù)對(duì)拉深成形中裂紋進(jìn)行識(shí)別,展開(kāi)了聚四氟乙烯和石墨固體潤(rùn)滑涂層與液體石蠟復(fù)合潤(rùn)滑下的拉深成形狀態(tài)研究。通過(guò)對(duì)固-液潤(rùn)滑基本原理分析,結(jié)合數(shù)值模擬并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),得出固-液復(fù)合潤(rùn)滑時(shí)能取得最佳潤(rùn)滑效果,克服了早期裂紋的產(chǎn)生,從而達(dá)到理想的成形質(zhì)量。其主要內(nèi)容和結(jié)果表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　 首先,基于板料塑性成形過(guò)程中的滑動(dòng)摩擦理論,詳細(xì)探討了拉深成形時(shí)的應(yīng)力分

2、布情況,并對(duì)拉深成形中的摩擦特點(diǎn)展開(kāi)了分析,建立了模具表面不同區(qū)域中的摩擦模型。同時(shí)還分析了固體潤(rùn)滑和液體潤(rùn)滑的主要類型及優(yōu)缺點(diǎn),為固-液潤(rùn)滑材料的選擇提供了理論基礎(chǔ)。
　　 其次,由于拉深成形過(guò)程裂紋產(chǎn)生時(shí)聲發(fā)射信號(hào)的非線性、非平穩(wěn)特點(diǎn),確定了采用局域波法提取拉深件裂紋聲發(fā)射信號(hào)的方案,借助MATLAB軟件將原始聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行局域波分解,得到自適應(yīng)的本征模函數(shù)分量,再提取各IMF的能量值組成聲發(fā)射特征參數(shù)。
　　 再次

3、,為了研究摩擦系數(shù)對(duì)畚斗拉深成形裂紋狀態(tài)的影響,基于DYNAFORM有限元分析軟件建立了三維有限元模型,對(duì)曲面制件畚斗的拉深過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,研究了摩擦系數(shù)對(duì)畚斗拉深成形裂紋狀態(tài)的影響。同時(shí)在對(duì)聚四氟乙烯、石墨、錫青銅材料性質(zhì)和制備工藝分析的基礎(chǔ)上,選用高壓噴涂的方式噴涂在待拉深板料的表面,制得含有固體潤(rùn)滑涂層的板料。
　　 最后,為了考察固-液復(fù)合潤(rùn)滑對(duì)拉深成形時(shí)裂紋狀態(tài)的影響,對(duì)畚斗拉深件進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí)采集不同潤(rùn)滑組下

4、板料拉深過(guò)程中的聲發(fā)射信號(hào),對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行局域波分解生成特征值,并計(jì)算出無(wú)裂紋及明顯裂紋兩種狀態(tài)下的馬氏距離作為標(biāo)準(zhǔn)值,通過(guò)對(duì)其他組的馬氏距離與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,判斷出制件處于的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)拉深件裂紋狀態(tài)的識(shí)別。
　　 研究結(jié)果表明:摩擦系數(shù)對(duì)拉深過(guò)程的裂紋產(chǎn)生影響較大,畚斗在固-液復(fù)合潤(rùn)滑下成形質(zhì)量比單一的固體潤(rùn)滑或液體潤(rùn)滑下的成形質(zhì)量要好,尤其當(dāng)聚四氟乙烯與石墨含量之比為2.5:1時(shí),能夠起到最佳的潤(rùn)滑效果,從而克服了早期裂