李伦根[1]2003年在《超薄矩形电池壳体成形工艺数值模拟及试验研究》文中认为矩形壳体零件的应用十分广泛，其典型代表是作为便携式信息终端等移动通信类产品的铿离子电池壳体。由于这类产品的轻与薄的适用性要求，对电池壳体成形的工艺和方法提出了越来越高的要求。 论文对锂离子电池壳类零件的两种成形工艺进行了数值模拟，优化工艺参数，并以此指导模具设计，进行了工艺试验。 论文首先研究了矩形壳体零件反挤压的重要参数—反挤压凸模的高／宽比。通过二维有限元数值模拟，得到了凸模高／宽比对壁厚影响的临界值。结合模具设计的经验，推断出了反挤压成形矩形壳体零件的临界高／宽比。 其次，论文对反挤压零件的工艺参数进行了优化。采用数值模拟和正交试验相结合的方法，从而降低了模拟的盲目性，大大提高了优化的效率。并首次进行了反挤压+变薄拉深的叁个变形阶段的连续数值模拟，非常直观地预示了整个工艺过程。 接着，论文用优化的工艺参数对电池壳体零件的反挤压+变薄拉深成形工艺做了试验，归纳了反挤压和变薄拉深的模具设计要点和经验。其中用到了本课题组的专利技术。 最后，论文对拉深+变薄工艺进行了成形工艺设计和数值模拟，并设计制造模具进行了相应的成形试验。 总之，本论文以建立模型——计算机数值模拟——工艺优化——工艺试验检验为研究思路，对电池壳体零件的成形工艺进行了较为系统的研究，并用试验验证的方式证明工艺的可靠性。紧密结合实际是本论文的一个研究特色。
杨晨骏[2]2018年在《一种继电器密封外罩变薄拉深工艺研究》文中指出继电器密封外罩几何尺寸精度、表面质量要求高,对继电器冲压成形提出了较高要求。针对继电器密封外罩冲压成形,传统方法是采用叁道普通拉深工序加最后一道变薄拉深成形工序而成,且各道工序间需对成形件进行退火处理以提高材料成形性。采用拉伸试验确定板坯主要力学性能,采用Deform软件对该继电器叁道普通拉深和一道变薄拉深成形过程建立有限元数值模型,通过数值计算分析该继电器成形中板坯的应力、应变分布和变形特征,给出各工艺参数对该继电器密封外罩拉深成形质量的影响规律,总结该继电器密封外罩冲压成形中缺陷产生的力学机制。通过上述模拟研究,设计了相应各道工序所用模具。建立了继电器叁道普通拉深和一道变薄拉深成形的实验平台,针对该工艺进行了实验研究。通过对比成形件厚度分布的比较,验证了所建立继电器外罩成形过程有限元数值模型的可靠性。此外,优化了变薄拉深成形实验,取得了较好的实验结果。在此基础上,试图对继电器密封外罩成形原有四道成形工序减为叁道工序。对继电器密封外罩叁道拉深(两道普通拉深加最后一道变薄拉深)成形进行数值模拟,对模具进行优化设计,提高拉深成形质量。为避免该继电器密封外罩拉深成形缺陷并进一步提高拉深成形质量,采用一步成形法与有限元数值模拟相结合对板坯几何形状进行优化。通过有限元数值模拟分析软件Deform-3D建立继电器密封外罩变薄拉深成形有限元分析模型,对室温下的普通拉深-变薄拉深成形进行数值模拟仿真,分析了板坯尺寸、板坯形状、摩擦因数、模具间隙、凸模圆角和凹模圆角半径等工艺参数对继电器密封外罩底部危险区厚度的影响规律,并提出优化方案。最后获得了该继电器密封外罩叁道工序成形条件下的最优模具结构和最优坯料几何尺寸,实现了采用叁道拉深工序便可实现继电器密封外罩高质量成形同时避免工序间退火处理。
董洪峰[3]2013年在《新型金属基金刚石复合材料工磨具的试制和性能研究》文中研究指明粉末冶金金属基金刚石复合材料工磨具以其近净成形、锋利、生产效率高等特点被广泛用于加工石材、陶瓷、半导体等脆硬材料,并且随着科技特别是航空航天、电子、通信等高端领域的快速发展,对工磨具材料的精细化方面提出了更高要求。为降低金属基金刚石工磨具材料的制备成本,并保证工磨具材料的优良机械性能、界面结合性能和摩擦性能,本文对胎体成分设计、烧结工艺优化、界面热力学／动力学、磨头的摩擦磨损几个方面进行研究,以达到材料的组织结构、成分、性能、工艺方法的一体化。为降低工磨具的厚度和提高加工精度,本文亦对金属基金刚石复合材料超薄切锯进行试制,并研究超薄切锯的组织、机械性能和界面特性。得到的结论如下：首先用混合实验和极端顶点设计法建立响应曲面模型,以模型的12个顶点和任意两个面的质心为试验点制备试样。用Excel回归分析得到的方程复相关系数趋近于“1”,因此其可用于预测胎体性能。与实验值相比,回归方程的预测值最大误差分别为2.8%、3.4%、2.9%,能可靠预测胎体性能。各元素的最佳含量范围是：Fe60-66wt.%,Cu20.30wt.%和66.68wt.%,Co0-1wt.%,Sn0-O.8wt.%和7-8wt.%；根据所得到的最优胎体组分,对Cu/Fe基金刚石复合材料磨头的烧结工艺正交试验结果进行极差分析,可知工艺参数对胎体相对密度、抗弯强度、布氏硬度和弹性模量的影响显着性各异。Cu/Fe基金刚石磨头的最优工艺参数范围是：烧结温度700-740℃、压力17-21MPa、保温时间2-4min：用标准反应热效应理论计算930K、970K、1010K烧结温度和下Cr与金刚石C及石墨C反应吉布斯自由能变化,可知在热力学上碳化物形成元素Cr与金刚石C和石墨C反应可自发生成Cr3C2、Cr7C3、Cr23C6。根据经典热力学理论,在烧结温度930K、970K、1010K和烧结压力13MPa、17MPa、21MPa条件下,金刚石在热力学上满足石墨化转变。通过实验验证可知,在烧结温度740℃、压力21MPa、保温时间4min条件下,Cu基金刚石复合材料磨头的金刚石表面出现剥落／粘着层,胎体和金刚石的界面形成冶金结合,没有发生石墨化,与理论一致；通过对叁种烧结工艺金刚石磨头进行摩擦性能测试可知,烧结温度和压力与Cu/Fe基金刚石磨头的力学性能和摩擦性能密切相关。Cu基金刚石磨头胎体的主要摩擦形式为粘着磨损和磨粒磨损,金刚石的磨损形式为磨粒磨损,随着烧结温度升高或烧结压力增大,摩擦性能提高；Fe基金刚石磨头胎体主要为粘着磨损和磨粒磨损,随着温度的升高或压力的增大,金刚石依次发生严重磨粒磨损、轻微磨粒磨损和热蚀磨损；在740℃/13MPa/6min工艺条件下,Fe基金刚石磨头具有最优的耐磨匹配性,摩擦性能最好；根据Cu/Fe基金刚石超薄切锯的冷压工艺研究结果,单轴模压条件下,冷压坯的高径比很小,导致轴/径向的压坯组织存在各向异性。随着冷压力的增大,冷压坯中粉末的变形不均匀、粉间摩擦力不断变化,均决定冷压坯的致密化过程。不同冷压加载速率条件下的粉末变形时间不同,较低的加载速率导致低压下的Cu、Ni粉末变形很大,造成后续变形困难,压坯的孔隙率较高。较高的加载速率使粉末变形不充分,造成脱模弹性后效,压坯组织粉末间存在间隙。随着保压时间的延长,Cu/Fe基冷压坯组织更加致密,粉末变形量增加。烧结胎体的合金化、组织和力学性能受冷压坯组织和密度制约,烧结Cu/Fe基胎体的拉伸端口形貌包括解理、塑坑、沿颗粒脆性断口。Cu基胎体的最优冷压工艺为：冷压力187MPa、加载速率0.1mm/min、保压时间2mmin；Fe基胎体的最优冷压工艺为：168MPa、0.15mm/min、4min;冷压-烧结Cu/Fe基金刚石复合材料超薄切锯的界面分别富集Cr、Fe元素,Cu基超薄切锯断口的界面出现缝隙,Fe基超薄切锯断口的界面结合较好。由金刚石的静应力计算公式得到烧结Cu/Fe基超薄切锯中金刚石的静应力分别为-645、-387MPa,远小于热应力计算值,其主要由于界面碳化物的产生、胎体的冷却塑性变形及冷却相变均可释放应力。
参考文献：
[1]. 超薄矩形电池壳体成形工艺数值模拟及试验研究[D]. 李伦根. 机械科学研究院. 2003
[2]. 一种继电器密封外罩变薄拉深工艺研究[D]. 杨晨骏. 华侨大学. 2018
[3]. 新型金属基金刚石复合材料工磨具的试制和性能研究[D]. 董洪峰. 兰州理工大学. 2013
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