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IT产品是信息产业的基础。IT产品中精密五金零件(IT制件)的制造水平以及生产效率对IT产品使用性能的发挥、集成化程度的提高以及制造成本至关重要。随着IT产品性能、集成度、微型化的不断发展,IT制件外形与性能的要求也不断提高,其中一个重要方面就是对制件不等壁厚(体积成形)特征的需求越来越多。实现这些特征的成形,精密冷锻工艺是首选方法。精密冷锻工艺也称精密塑性体积成形,它是在传统塑性加工基础上发展起来的一项新技术,具有成形精度高,强度好,材料消耗少,成本低等优点。但是,目前精密冷锻成形主要还是靠单工序模具实现,难以满足IT制件生产中对于效率以及成本的要求。
精密级进冲压技术是IT制件生产的核心技术之一,是一种高效率、高精度的先进制造技术。但是,在精密级进模中实现冷锻工艺还存在一系列技术难题,这在相当程度上限制了IT产品性能的提高和成本的降低。
本文结合金属塑性成形理论,使用有限元模拟与工艺试验相结合的方法,对IT制件精密冷锻级进模的成形工艺方案、零件承载方式、工艺参数优化以及模具结构等方面进行了研究。内容包括：(1)在小飞边模锻方案的基础上,提出了更适合零件采用级进模进行冷锻成形的闭塞式模锻成形方案,并制定了闭塞式成形+开式整形的工艺路线。(2)对冷锻级进模料带的工件承载方式进行了研究,提出了适用于冷锻级进模的多边形桥接零件承载方式。(3)运用基于有限元分析的正交试验方法研究闭塞式模锻成形中各项工艺参数对于成形效果的影响趋势,并应用目标函数拟合的优化方法对其工艺参数进行了优化。(4)通过工艺试验对工艺研究以及工艺参数优化的结论进行了验证。(5)精密冷锻级进模的结构进行了研究。开发出适应多种形状特征的新型定距定位机构,并给出了闭塞式模锻成形条件下的压料力的核算公式。
本文所进行的研究与开发,为实现在IT制件精密级进模中进行实现冷锻成形时所遇到的技术难题给出了部分解决方案,不仅提高了生产效率、降低成本,而且也扩大了精密级进模的应用范围,对具有体积成形特征的精密IT制件使用级进模生产具有借鉴意义与指导作用。