毕业论文（设计）-电极端子冷挤压成形数值模拟及模具设计.pdf

分类号学号 M200970680

学校代码 10487 密级





硕士学位论文




电极端子冷挤压成形数值模拟及模具设计




学位申请人: 李彦涛

学科专业: 材料加工工程

指导教师: 罗云华副教授

答辩日期: 2012 年 1 月 5 日
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering



Numerical Simulation of Cold Extrusion and
Mould Design for Electrode Terminal




Candidate : Li Yantao
Major : Material Processing Engineering
Supervisor : . Luo Yunhua



Huazhong University of Science & Technology
Wuhan 430074, P. R. China
Jan., 2012
华中科技大学硕士学位论文
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。


关键词:端子;数值模拟;工艺分析;模具设计;冷挤压
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Cold extrusion has been widely used in manufacturing metal parts due to its
advantages such as saving energy and material, high productivity, smooth surface finish
and improvement in mechanical properties. Electrode terminal, a hollow part with several
teeth and embossments, was the ponent in lead-acid battery and difficult to
deform. Analysis and discussion of the paper focused on the forming problem of electrode
terminal in order to search for an optimum cold process scheme.
The development of cold extrusion at home and abroad was introduced briefly at first.
In the meanwhile, the characteristics of material flow of cold extrusion and deformation of
tube axial extrusion were presented. The research method of FE simulation