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离合器壳体是汽车变速系统中重要的板类零件之一,其加工精度和强度直接影响离合器的使用性能和寿命。这类零件通常具有周向均布的齿槽,对局部壁厚尺寸也有要求,外形复杂,且多为杯形件。除旋压工艺外,可采用先拉深杯形、后胀形齿形的工艺方式,或者复合拉深成形工艺来实现零件的最终成形。但是,采用普通机械压力机进行复合拉深成形时,材料在凸模圆角处减薄严重,导致后续精整工序极易发生破裂。对此,本文以伺服控制下的板料拉深成形为切入点,研究不同滑块运动模式对板料成形质量、成形极限等的影响。在此基础上,进一步将伺服技术应用于离合器壳体的复合拉深成形,开展伺服压力机在复杂板料成形中的应用研究。取得的主要研究成果如下:1)利用材料试验机的“位置控制”功能,在拉伸过程中设置不同的间歇时间、间歇位置和间歇次数,开展伺服控制变速条件对板料拉伸性能影响的实验研究。实验发现:“间歇模式”加载会在间歇停留阶段产生应力释放的“应力松弛”现象,应力在间歇起始阶段快速释放随后趋于稳定。单次间歇的应力松弛程度与间歇位置无关;多次间歇过程中,应力松弛随着加载速度的提高而略有增加,随着间歇次数的增加而逐次减小;相同间歇步下的应力松弛大小与间歇次数以及该间歇步下的间歇位置无关。此外,间歇位置的不同会导致“缩颈滞后”效应,即在变形前期设置间歇相比于在中、后期设置间歇,能有效地改进材料的变形均匀性,推迟缩颈的形成。2)开展了速度模式、振荡模式和间歇模式三种典型伺服控制滑块运动模式下的拉深性能研究,总结归纳各种模式对板料拉深成形的影响。对于速度模式,较小的成形速度有利于提高板料的成形极限,并降低最大成形载荷;对于振荡模式,在变形前期设置振荡有利于提高后续变形的均匀性,从而提高成形极限;对于间歇模式,间歇时间的适当延长和次数的增多有利于提高材料的塑性变形能力,而间歇位置对成形结果影响最大。相比其他两种模式,间歇模式对板料拉深性能的改善最为显著。3)为准确获知内齿杯形件复合拉深成形过程中的材料流动规律,找到壁厚减薄的关键区域和关键时刻,开展了基于MSC.Marc的数值模拟研究。综合数值模拟与物理实验结果,可将整个变形过程划分为纯拉深、拉深挤压复合、纯挤压三个阶段。考察不同阶段内齿杯形件同一位置底部圆角处的壁厚减薄情况发现,壁厚减薄主要发生在成形过程的第一和第二阶段。在此基础上,结合前述研究成果,有针对性地在成形过程的关键时刻设置振荡或间歇,开展了伺服控制下不同滑块运动模式在内齿杯形件复合拉深成形过程中的应用优化。研究发现:在关键的齿形阶段前期对滑块运动模式加以优化,相比于后期更有利于提高零件的拉深性能,且间歇模式相对于其他模式,其得到的最终零件不仅表面质量良好,无“振荡痕”,对零件底部圆角处的料厚减薄情况能起到明显改善作用。综上所述,其研究成果可为伺服控制下的离合器壳体精密成形提供理论与实验基础,对其复合成形生产具有重要的指导和参考意义。