由成形过程中的变形特点来看,将冲锻复合成形工艺分为两类:一类是坯料厚度在整个成形过程中,基本保持不变,仅是局部壁厚发生变化的冲锻工艺,成形出不等壁厚零件。一类是坯料厚度在整个成形过程中,全部发生较大变动的冲锻工艺,成形出高凸台、凸柱等局部结构。83533
国内的冲锻技术仍未成熟,应用性不广泛,仅在一些汽车零部件生产中得到使用。针对带有局部凸起的冲锻成形,张士宏等人对带有四个凸柱方形盒进行了有限元模拟,分析了一些参数对冲锻成形过程的影响,并对分析进行了实验验证;从而验证了成形时参数的影响,并且分析了冲锻成形过程产生的一些如图1-1所示局部缺陷[ 张士宏,周丽新,王忠堂。 板材零件局部体积成形技术研究[J]。 塑性工程学报,2008,15(2):31-36。]。王可胜等合肥工业大学的研究人员,针对带有凸柱的散热板基座,制定了冲锻复合成形工艺,通过有限元模拟结果与实验结果对比,验证了参数对冲锻过程的影响[董文正。 板料凸起成形的冲锻复合塑性成形工艺及其机理研究[D]。 湘潭大学,2012,26(4):33-45。]。合肥工业大学的李奋强、刘全坤等使用冲挤复合成形加工方法对铝合金筒形件进行了有限元分析,得出了成形过程中载荷、应力、应变以及速度场与行程的关系[ 李奋强。 微型铝合金轴承座冲锻复合成形模拟与优化研究[D]。 合肥工业大学,2010,30(1):23-35。]。华中科技大学的王新云、夏巨谌根据有限元模拟结果进行了冲锻实验,成功冲锻成形出轿车飞轮盘,不仅使得冲锻载荷降低的,而且还提高生产率和材料利用率[王新云,夏巨谌,陈志明,等。 板冲锻成形新工艺及其在轿车飞轮盘加工中的应用[J]。 塑性工程学报,2008,34(5):180-184。]。中国科学院金属研究所的孙成等人使用有限元模拟软件对镁、铝合金零件进行了锻造成形模拟,分析并找出了侧壁材料流动不均匀、凸柱根部强度低、凸柱顶部充填不均匀以及凸柱根部吸孔等缺陷,并找到了改善和消除缺陷的方法[ 孙成,张士宏,唐伟东,等。 板材零件冲锻成形工艺缺陷分析[A]。 2008,5(3):26~38。]。台湾的蔡盛棋,吴春甫等人在精冲的基础上加入了锻造工序,使得生产效率得到极大提高,现已用于级进模生产线中,不仅提高了生产效率,还节约生产成本[ 蔡盛祺,吴春甫。 高精度零件板材冲锻工艺技术的开发[J]。 塑性工程学报,2002,9(4):43-46。]。论文网
国外冲锻工艺的发展和应用的明显高于其他国家,而且成功的应用于工业生产中于此同时,瑞士、美国等西方国家也开始对复合工艺进行研究。在成形同步器齿轮时,局部体积成形方法被M。Merklein, J。Koch 等人提出,并应用于生产实际[ Marion Merklein, A。Erman Tekkaya, Alexander Brosius, et al。 Machines and Tools for Sheet-Bulk Metal Forming。 Key Engineering Materials vol。 2011, 473:91~98。]。日本的冲锻成形技术已经相当成熟,在实际生产中,成功的冲锻出多种结构复杂零件。上世纪90年代末,日本在冲锻领域的发展震惊了产业界。其通过精冲与锻造复合技术,成形出了带有凸柱的零件,并将这种技术应用在单反相机外壳生产中。带动了冲锻成形的发展。随后,日本SYVEC公司开发出冲锻成形级进模。为了研究中厚版复杂零件的快速生产,瑞士FEINTOOL公司也开发出了如图1-2所示的精冲复合工艺。实现了自动化冲锻生产,提高了生产效率[ R A。Schmidt 等著,赵震等译。 冷成形与精冲。 北京:机械工业出版社,2008。5。]。Moritorki H、Kamiya O通过在塑性不均匀的材料上分别施加稳定和不稳定性载荷,使得冲锻过程中产生韧性裂纹。研究结果表明载荷加载不稳定产生断裂情况远小于材料塑性变形不均匀[ Moritorki H, Kamiya O。 Prediction of fracture in plate forging[A]。 日本機械学会論文集 A 編。 2002, 68(672): 22-29。]。 凸柱成形时缺陷 精密冲锻复合工艺组合图