电极端子冷挤压成形数值模拟及模具设计

摘要

冷挤压加工技术具有材料利用率高、生产效率高、零件尺寸精度高和机械性能好等特点,已广泛应用于中小型制件的批量化生产中,并成为当前塑性成形领域研究的热点和重点。电极端子是铅蓄电池的关键零部件,形状复杂,为带有局部小凸起的多台阶空心件。本文围绕电极端子零件的成形问题展开讨论与分析,试图寻找出较优的冷挤压工艺方案及模具结构形式用于成形电极端子零件。
　　本文首先分析了管材径向挤压的变形模式及成形规律和可分凹模模锻工艺特点。基于电极端子零件工艺特点和成形材质特性的分析,本文拟定出铸造挤压联合成形和冷挤压成形两种成形工艺方案,分别对两种成形方案进行工艺计算,并制定出成形工步图,然后以有限元模拟软件DEFORM-3D为仿真平台对两种方案的成形过程分别进行数值模拟,重点观察成形过程中材料流动特性和等效应变、等效应力分布及成形载荷等指标,并分析可能存在的缺陷形式和原因等。
　　模拟结果表明铸造挤压联合成形方案中制件内部存在折叠“内伤”,而冷挤压成形方案中变形金属流动较为合理顺畅,制件填充效果较好,参照有限元分析结果,本文决定采用方案二即冷挤压成形工艺作为电极端子零件最终成形方案。设计了电极端子冷挤压成形时的反挤压成形模具和镦挤成形模具,并进行了冷挤压工艺实验验证,制件成形效果较好。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 金属精密塑性成形概述

1.2 冷挤压技术

1.3 冷挤压技术国内外研究动态

1.4 本文主要研究内容

1.5 本章小结

2 电极端子成形工艺分析

2.1 管材径向挤压工艺

2.2 可分凹模模锻工艺

2.3 零件工艺性分析

2.4 成形工艺方案分析

2.5 本章小结

3 电极端子成形过程的有限元模拟

3.1 有限元模拟理论

3.2 有限元模型建立和参数设定

3.3 成形方案一数值模拟及结果分析

3.4 成形方案二数值模拟及结果分析

3.5 模拟结果对照分析及最终成形方案的确定

3.6 本章小结

4 电极端子冷挤压模具设计与实验

4.1 电极端子冷挤压模具设计

4.2 电极端子冷挤压工艺试验

4.3 本章小结

5 全文总结与工作展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

附 录Ⅰ 攻读学位期间发表论文目录