[go: up one dir, main page]

CN111633101A - 一种板材反复变薄弯曲强变形工艺 - Google Patents

一种板材反复变薄弯曲强变形工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN111633101A
CN111633101A CN202010523378.5A CN202010523378A CN111633101A CN 111633101 A CN111633101 A CN 111633101A CN 202010523378 A CN202010523378 A CN 202010523378A CN 111633101 A CN111633101 A CN 111633101A
Authority
CN
China
Prior art keywords
station
blank
bending
thinning
female die
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
Application number
CN202010523378.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111633101B (zh
Inventor
顾勇飞
赵静启
骆俊廷
张丽丽
张春祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanshan University
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Priority to CN202010523378.5A priority Critical patent/CN111633101B/zh
Publication of CN111633101A publication Critical patent/CN111633101A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111633101B publication Critical patent/CN111633101B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing
    • B21D22/201Work-pieces; preparation of the work-pieces, e.g. lubricating, coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/10Die sets; Pillar guides

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

本发明公开一种板材反复变薄弯曲强变形工艺,涉及金属材料强变形加工领域,包括步骤;初始步骤,将凹模润滑,并将坯料放置在凹模的第一工位上;上压头下行,对坯料施加弯曲力Fb;弯曲完成后,上压头继续下行,对坯料施加压力Ft;完成变薄弯曲后,上压头回程,并取下坯料;将坯料压平并翻转;将坯料放置在凹模的第二工位上;重复进行初始步骤;将坯料放置在凹模的第三工位上;重复进行初始步骤;将坯料放置在凹模的第四工位上;重复进行初始步骤,得到反复变薄弯曲强变形工艺强化的金属板材,实现反复变薄弯曲强变形工艺。本发明利用材料在弯曲减薄过程中引起的材料硬化,达到了强化金属板材的目的。

Description

一种板材反复变薄弯曲强变形工艺
技术领域
本发明涉及金属材料强变形加工领域,特别是涉及一种板材反复变薄弯曲强变形工艺。
背景技术
板材反复弯曲变形可使材料得到有效的硬化,通过反复弯曲减薄工艺可制备具有高性能的金属板材,是比较有效的板材强变形工艺。金属板材在反复弯曲减薄的过程中处于均匀的应力应变状态,反复减薄使得板材产生很大应变量,可以达到均匀细化晶粒,强化板材性能的目的。传统弯曲工艺仅为了成型具有一定形状的零件,对零件性能几乎没有提升,且在弯曲截面附近会产生应变不均匀的现象,容易形成零件缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种板材反复变薄弯曲强变形工艺,以解决上述现有技术存在的问题,利用材料在弯曲减薄过程中引起的材料硬化,达到强化金属板材的目的。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供一种板材反复变薄弯曲强变形工艺,包括如下步骤;
S1、将凹模充分润滑,并将坯料放置在凹模的第一工位上;
S2、使上压头下行,对坯料施加弯曲力Fb
S3、待弯曲过程完成后,上压头继续下行,对坯料施加压力Ft,进行变薄弯曲;
S4、完成变薄弯曲步骤后,使上压头回程,并取下坯料;
S5、将坯料压平并翻转;
S6、将坯料放置在凹模的第二工位上;
S7、重复进行S2~S5步骤;
S8、将坯料放置在凹模的第三工位上;
S9、重复进行S2~S5步骤;
S10、将坯料放置在凹模的第四工位上;
S11、重复进行S2~S5步骤,以得到反复变薄弯曲强变形工艺强化的金属板材,实现反复变薄弯曲强变形工艺。
可选的,所述凹模为立方体结构,所述凹模上开设有U型结构的凹槽,所述第一工位、第二工位、第三工位和第四工位均分别包括宽度相同的工作段和限位段,所述第一工位、第二工位、第三工位和第四工位的工作段均匀排列于所述凹槽内,所述第一工位、第二工位、第三工位和第四工位的限位段分别位于所述凹槽两端的所述凹模上表面,且所述第一工位、第二工位、第三工位和第四工位的限位段为条状的矩形槽结构;所述上压头底部为平滑的半圆形结构,且所述上压头底部与所述凹模的凹槽相匹配。
可选的,所述第一工位、第二工位、第三工位和第四工位的宽度D分别为:
D=r+2ti
ti+1=ti-Δt
其中r为凹模内弯曲半径;ti为各道次坯料厚度;t0为坯料初始厚度;Δt为单道次坯料减薄量。
可选的,所述S2工步上压头对坯料施加的弯曲力Fb表达式为:
Figure BDA0002532851260000021
其中F为上压头压力,N;B为坯料宽度;t为坯料厚度;r为凹模内弯曲半径;k为安全系数,取值1.3;σb为抗拉强度,MPa。
可选的,所述S3工步上压头对坯料施加的弯曲力Ft表达式为:
Ft=2kBΔtσb
其中F为上压头压力,N;B为坯料宽度;Δt为单道次坯料减薄厚度;k为系数,取值1.6;σb为抗拉强度,MPa。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
本发明通过变薄弯曲成型可利用材料加工过程中的冷作硬化细化晶粒,提高板材强度,减小板材表面粗糙程度。通过多道次反复变薄弯曲成型,可均匀有效提高板材强度,消除应变不均匀产生的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明单道次S2~S5工步流程示意图;
图2为本发明单道次S1、S6、S8、S10装配示意图;
图3为本发明上压头及凹模装配示意图;
图4为本发明凹模结构示意图;
其中,1为上压头、2为凹模、201为第一工位、202为第二工位、203为第三工位、204为第四工位、3为坯料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种板材反复变薄弯曲强变形工艺,以解决上述现有技术存在的问题,利用材料在弯曲减薄过程中引起的材料硬化,达到强化金属板材的目的。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种板材反复变薄弯曲强变形工艺,如图1-图4所示,包括如下步骤;
S1、将凹模2充分润滑,并将坯料3放置在凹模2的第一工位201上;
S2、使上压头1下行,对坯料3施加弯曲力Fb
S3、待弯曲过程完成后,上压头1继续下行,对坯料3施加压力Ft,进行变薄弯曲;
S4、完成变薄弯曲步骤后,使上压头1回程,并取下坯料3;
S5、将坯料3压平并翻转;
S6、将坯料3放置在凹模2的第二工位202上;
S7、重复进行S2~S5步骤;
S8、将坯料3放置在凹模2的第三工位203上;
S9、重复进行S2~S5步骤;
S10、将坯料3放置在凹模2的第四工位204上;
S11、重复进行S2~S5步骤,以得到反复变薄弯曲强变形工艺强化的金属板材,实现反复变薄弯曲强变形工艺。
进一步优选的,凹模2为立方体结构,凹模2上开设有U型结构的凹槽,第一工位201、第二工位202、第三工位203和第四工位204均分别包括宽度相同的工作段和限位段,第一工位201、第二工位202、第三工位203和第四工位204的工作段均匀排列于凹槽内,第一工位201、第二工位202、第三工位203和第四工位204的限位段分别位于凹槽两端的凹模2上表面,且第一工位201、第二工位202、第三工位203和第四工位204的限位段为条状的矩形槽结构;上压头1底部为平滑的半圆形结构,且上压头1底部与凹模2的凹槽相匹配。
第一工位201、第二工位202、第三工位203和第四工位204的宽度D分别为:
D=r+2ti
ti+1=ti-Δt
其中r为凹模内弯曲半径;ti为各道次坯料厚度;t0为坯料初始厚度;Δt为单道次坯料减薄量。
S2工步上压头1对坯料3施加的弯曲力Fb表达式为:
Figure BDA0002532851260000051
其中F为上压头压力,N;B为坯料宽度;t为坯料厚度;r为凹模内弯曲半径;k为安全系数,取值1.3;σb为抗拉强度,MPa。
S3工步上压头1对坯料3施加的弯曲力Ft表达式为:
Ft=2kBΔtσb
其中F为上压头压力,N;B为坯料宽度;Δt为单道次坯料减薄厚度;k为系数,取值1.6;σb为抗拉强度,MPa。
实施例1
对板料长度L=200mm,宽度B=50mm,厚度t=1.6mm的铝合金5083板材进行反复变薄弯曲强变形工艺,具体操作如下:
S1、参考附图2、附图4将凹模2充分润滑,并将坯料3放置在凹模2第一工位201上,第一工位201的宽度为D1,
S2、参考附图1、附图2使上压头1下行,对坯料3施加弯曲力Fb=648N
S3、参考附图1、附图2待弯曲过程完成后,上压头1继续下行,对坯料3施加压力Ft=4320N,进行变薄弯曲;
S4、参考附图1、附图2完成变薄弯曲步骤后,使上压头1回程,并取下坯料3;
S5、将坯料3压平并翻转;
S6、参考附图2、附图4将坯料放置在凹模2的第二工位202上,第二工位202的宽度为D2;
S7、重复进行S2~S5步骤,其中Fb=571N,Ft=4320N;
S8、参考附图2、附图4将坯料放置在凹模2的第三工位203上,第三工位203的宽度为D3;
S9、重复进行S2~S5步骤,其中Fb=499N,Ft=4320N;
S10、参考附图2、附图4将坯料放置在凹模2的第四工位204上,第四工位204的宽度为D4;
S11、重复进行S2~S5步骤,其中Fb=431N,Ft=4320N,以得到反复变薄弯曲强变形工艺强化的金属板材,实现反复变薄弯曲强变形工艺。
其中凹模2的第一工位201、第二工位202、第三工位203和第四工位204的宽度分别为D1=43mm,D2=42.9mm,D3=42.8mm,D3=42.7mm;凹模2的凹槽内弯曲半径r=40mm;单道次板料减薄厚度Δt=0.05mm;初始板材抗拉强度σb为270MPa,反复变薄弯曲强变形工艺之后板材抗拉强度σb为310MPa。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种板材反复变薄弯曲强变形工艺,其特征在于:包括如下步骤;
S1、将凹模充分润滑,并将坯料放置在凹模的第一工位上;
S2、使上压头下行,对坯料施加弯曲力Fb
S3、待弯曲过程完成后,上压头继续下行,对坯料施加压力Ft,进行变薄弯曲;
S4、完成变薄弯曲步骤后,使上压头回程,并取下坯料;
S5、将坯料压平并翻转;
S6、将坯料放置在凹模的第二工位上;
S7、重复进行S2~S5步骤;
S8、将坯料放置在凹模的第三工位上;
S9、重复进行S2~S5步骤;
S10、将坯料放置在凹模的第四工位上;
S11、重复进行S2~S5步骤,以得到反复变薄弯曲强变形工艺强化的金属板材,实现反复变薄弯曲强变形工艺。
2.根据权利要求1所述的板材反复变薄弯曲强变形工艺,其特征在于:所述凹模为立方体结构,所述凹模上开设有U型结构的凹槽,所述第一工位、第二工位、第三工位和第四工位均分别包括宽度相同的工作段和限位段,所述第一工位、第二工位、第三工位和第四工位的工作段均匀排列于所述凹槽内,所述第一工位、第二工位、第三工位和第四工位的限位段分别位于所述凹槽两端的所述凹模上表面,且所述第一工位、第二工位、第三工位和第四工位的限位段为条状的矩形槽结构;所述上压头底部为平滑的半圆形结构,且所述上压头底部与所述凹模的凹槽相匹配。
3.根据权利要求2所述的板材反复变薄弯曲强变形工艺,其特征在于:所述第一工位、第二工位、第三工位和第四工位的宽度D分别为:
D=r+2ti
ti+1=ti-Δt
其中r为凹模内弯曲半径;ti为各道次坯料厚度;t0为坯料初始厚度;Δt为单道次坯料减薄量。
4.根据权利要求2所述的板材反复变薄弯曲强变形工艺,其特征在于:所述S2工步上压头对坯料施加的弯曲力Fb表达式为:
Figure FDA0002532851250000021
其中F为上压头压力,N;B为坯料宽度;t为坯料厚度;r为内弯曲半径;k为安全系数,取值1.3;σb为抗拉强度,MPa。
5.根据权利要求2所述的板材反复变薄弯曲强变形工艺,其特征在于:所述S3工步上压头对坯料施加的弯曲力Ft表达式为:
Ft=2kBΔtσb
其中F为上压头压力,N;B为坯料宽度;Δt为单道次坯料减薄厚度;k为系数,取值1.6;σb为抗拉强度,MPa。
CN202010523378.5A 2020-06-10 2020-06-10 一种板材反复变薄弯曲强变形工艺 Active CN111633101B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010523378.5A CN111633101B (zh) 2020-06-10 2020-06-10 一种板材反复变薄弯曲强变形工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010523378.5A CN111633101B (zh) 2020-06-10 2020-06-10 一种板材反复变薄弯曲强变形工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111633101A true CN111633101A (zh) 2020-09-08
CN111633101B CN111633101B (zh) 2021-03-30

Family

ID=72325596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010523378.5A Active CN111633101B (zh) 2020-06-10 2020-06-10 一种板材反复变薄弯曲强变形工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111633101B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112706241A (zh) * 2020-12-02 2021-04-27 朱明� 一种生产办公家具用弯曲工艺
CN115193978A (zh) * 2022-07-11 2022-10-18 燕山大学 基于辊弯-超声校平工艺循环的复合板性能优化方法及系统
CN115532938A (zh) * 2022-09-20 2022-12-30 燕山大学 一种薄板循环强变形加工方法及装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0008625A1 (de) * 1978-07-13 1980-03-19 Engelbrecht, Maja Verfahren zum mit einer Durchmesserabnahme einhergehendem Verlängern von warmgewalztem, einen Ausgangsdurchmesser da bis bspw 20 mm aufweisendem Runddraht von 0,1 bis 1% Kohlenstoffgehalt durch HochgradKaltumformen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahren
WO2012127098A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 Protoshop Oy Spd process and apparatus
KR101220867B1 (ko) * 2011-07-22 2013-01-11 주식회사 포스코 하이브리드 강소성 가공기
US20130239640A1 (en) * 2011-09-07 2013-09-19 Shear Form, Inc. Processing of Hollow Sections
KR20150098544A (ko) * 2014-02-20 2015-08-28 부산대학교 산학협력단 나노구조 생분해성 임플란트 소재 및 그 제조방법
CN106424261A (zh) * 2016-11-30 2017-02-22 燕山大学 一种板材环波反复拉延强变形模具及工艺
CN106583411A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 上海电机学院 钛废弃切屑循环固化的锲弯‑辊直变形方法
CN107716668A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 燕山大学 一种板材环波反复拉延强变形模具及加工方法
CN108296349A (zh) * 2018-01-15 2018-07-20 太原理工大学 一种镁合金板增厚的方法及装置
CN110193527A (zh) * 2019-06-06 2019-09-03 燕山大学 一种多向挤压强变形模具及其方法
CN110328250A (zh) * 2019-05-10 2019-10-15 燕山大学 一种管材的等通道转角挤压加工方法
CN110614275A (zh) * 2019-11-12 2019-12-27 太原理工大学 一种强变形轧制双金属复合板的方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0008625A1 (de) * 1978-07-13 1980-03-19 Engelbrecht, Maja Verfahren zum mit einer Durchmesserabnahme einhergehendem Verlängern von warmgewalztem, einen Ausgangsdurchmesser da bis bspw 20 mm aufweisendem Runddraht von 0,1 bis 1% Kohlenstoffgehalt durch HochgradKaltumformen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahren
WO2012127098A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 Protoshop Oy Spd process and apparatus
KR101220867B1 (ko) * 2011-07-22 2013-01-11 주식회사 포스코 하이브리드 강소성 가공기
US20130239640A1 (en) * 2011-09-07 2013-09-19 Shear Form, Inc. Processing of Hollow Sections
KR20150098544A (ko) * 2014-02-20 2015-08-28 부산대학교 산학협력단 나노구조 생분해성 임플란트 소재 및 그 제조방법
CN106583411A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 上海电机学院 钛废弃切屑循环固化的锲弯‑辊直变形方法
CN106424261A (zh) * 2016-11-30 2017-02-22 燕山大学 一种板材环波反复拉延强变形模具及工艺
CN107716668A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 燕山大学 一种板材环波反复拉延强变形模具及加工方法
CN108296349A (zh) * 2018-01-15 2018-07-20 太原理工大学 一种镁合金板增厚的方法及装置
CN110328250A (zh) * 2019-05-10 2019-10-15 燕山大学 一种管材的等通道转角挤压加工方法
CN110193527A (zh) * 2019-06-06 2019-09-03 燕山大学 一种多向挤压强变形模具及其方法
CN110614275A (zh) * 2019-11-12 2019-12-27 太原理工大学 一种强变形轧制双金属复合板的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112706241A (zh) * 2020-12-02 2021-04-27 朱明� 一种生产办公家具用弯曲工艺
CN115193978A (zh) * 2022-07-11 2022-10-18 燕山大学 基于辊弯-超声校平工艺循环的复合板性能优化方法及系统
CN115532938A (zh) * 2022-09-20 2022-12-30 燕山大学 一种薄板循环强变形加工方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111633101B (zh) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111633101A (zh) 一种板材反复变薄弯曲强变形工艺
JPS6044050B2 (ja) 長尺郭状体の多段成形法
CN106424260A (zh) 小尺寸波纹薄板压制方法及装置
CN106881570A (zh) 一种制造圆弧形带筋蒙皮的方法
WO2017145856A1 (ja) 成形材製造方法及びその成形材
CN106424259A (zh) 小尺寸波纹薄板折边装置及方法
CN105081071A (zh) 一种阶梯盒形类零件工艺成形方法
JP4843401B2 (ja) 鍛造方法とその鍛造方法に用いる金敷
CN206153342U (zh) 小尺寸波纹薄板压制装置
CN107881309A (zh) 一种孔挤压强化用开缝衬套和强化方法
CN107649629A (zh) 大高径比镁合金棒料消除各向异性的大塑形变形制坯方法
JP3968165B2 (ja) 異形断面条材とその製造方法並びに異形断面条の製造方法
CN109663878B (zh) 渐进式温热镦-扭交替强变形方法
US2957229A (en) Method of fabricating curved fittings
CN118788839A (zh) 一种单孔金属框体结构产品的解构展扩成形方法
RU2362642C1 (ru) Способ производства гнутых швеллеров
CN111515284B (zh) 一种板材强变形装置及其工艺
JPS5938050B2 (ja) プレス部品のねじれ変形防止方法
CN118385323B (zh) 一种双曲率外板加工工艺、应用及加工装置
JP2004141936A (ja) Uoe鋼管の製造方法
SU481352A1 (ru) Способ изготовлени деталей
JPS61103637A (ja) 金属材料の鍜錬方法
JPH09327743A (ja) 鍛伸における割れ発生防止方法
US2255572A (en) Method of making nonferrous articles
US2748465A (en) Process for the manufacture, by spinning, of hollow or solid parts, more particularly of ferrous alloy

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