第42卷第4期 Vol.42No.4
假压技术
FORGING &STAMPING TECHNOLOGY
铟镍合金特种条带冲压成形分析与模具设计
何平，毛建中，宋建力？
2017年4月 Apr.2017
（1.湖南大学机械与运载工程学院，湖南长沙410082；2.中核北方核燃料元件有限公司，内蒙古包头014035）
摘要：钢镍合金用于核燃料组件中定位格架特种条带的制造。针对铟镍合金材料价格昂责、厚度较薄以及特种条带本身窄长等特点，利用CAE软件模拟冲压成形过程，快速预测冲制过程中条带的回弹、破裂、起皱被等变化，为条带冲制用模具的设计提供参考依据。首先研究材料冲压特性；然后分析条带特征，确定冲制工艺方案；最后进行条带冲压成形有限元仿真分析，根据仿真结果优化模具的结构设计。结果表明：厚度为0.2667mm的钢镍合金料带的冲压适应性较好，仿真冲压件模型没有破裂和起皱的趋势，条带刚凸高度回弹量较大，经过回弹补偿后，最终成形高度接近公称尺寸。依据CAE分析结果优化设计出的模具调试情况良好，能够满足特种条带的冲制加工。
关键词：钢镍合金：冲压成形：定位格架特种条带：CAE；回弹 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 04. 008
中图分类号：TG386.2
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）04-0043-08
Analysis onstampingof specialstrapanddiedesignforindiumnickel alloys
He Ping', Mao Jianzhong', Song Jianli?
(1. College of Mechanical and Vehicle Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China:
2. China North Nuclear Fuel Co. , Lid. , Baotou 014035, China)
Abstract : Indium nickel alloys are used in manufacturing special strap of nuclear fuel component orientation framework. According to the characteristics, such as the expensive price of indium nickel alloys, the thinner thickness and the long and narrow special strap, its stam-ping process was simulated by CAE software, and the rapid predictions on changes of springhack, rupture and wrinkling were provided as references for the die design. Firstly, the material stamping features were researched, and then the characteristics of special strap were an-alyzed to detemine the coining process. Finally , the strap stamping process was analyzed by finite element simulation, and the die struc-ture was optimized according to the results of simulation. The results show that the indium nickel alloy strap with 0. 2667 mm thickness is of better stamping adaptability without the trend of fracture and wrinkling-. However, the springback amount of special strap rigid dimple height is large. After springhack compensation, the forming height is close to the nominal dimension eventually. Thus, the die designed
by the results of CAE analysis is debugged well, and it can satisfy the requirements of special strap coining processing-Key words : indium nickel alloys; stamping; special strap of orientation framework; CAE; springhback
近年来，在能源需求持续增长的压力下，安全
发展极电已成为世界客国能源结构调带的重要方向，我国核电站建设获得长足发展）。因此，开展核燃料组件定位格架特种条带的冲压成形分析，对于条带冲制用模具开发具有重大工程应用价值，同时也符合我国发展核电行业的需求，
本文课题来源于国家科技重大专项子项“燃料
收稿日期：20161031；修订日期：20170120 基金项目：国家科技重大专项子项（2013ZX06004009）
作者简介：何平（1993-），男，硕士研究生 E-mail: hp4713@ 163. com
通讯作者：毛建中（1963-），男，博士，教授
E-mail: maojianzhong66@ 163. com 万方数据
组件格架条带制造技术研究，钢镍合金作为定位格架特种条带的冲制用材料，在生产实际中运用并不十分广泛。从冲压本身出发，冲制用材料对冲压过程的适应性非常关键，了解材料的冲压成形性能，有利于得到合格的冲压制件和保证生产的稳定进行[2]。然而，国内针对钢镍合金板料的冲压性能研究很少，传统冲压工艺无法适应该种材料的冲制要求。因此，本文以钢镍合金特种条带的冲压成形作为研究对象，研究钢镍合金板材的冲制性能，确定特种条带的冲制工艺方案，分析在冲压过程中冲压件模型的拉裂、起皱的趋势和回弹情况，为特种条带冲制用模具的结构设计提供技术支持。