【正文】 44 頁 凹模圓角半徑和加大凹模圓角半徑來改變拉裂現(xiàn)象，然后解決拉裂。 （ 3）通過 Dynaform的數(shù)值模擬，找出最優(yōu)的分塊壓邊圈方式，歸納出壓邊力、拉深速度、凹模的圓角半徑等拉深成形中的影響因素對拉深成形質(zhì)量的影響規(guī)律。 在開展上述學習的過程中，由于各方面的原因，致使文中有諸多不足之處，同時一些新技術(shù)的發(fā)展對于我們現(xiàn)在工作也大有幫助。不僅使我掌握了今本的研究方法，還是我明白在工作處事中必須對以嚴謹?shù)膽B(tài)度。從論文的選題、課題研究到論文的撰寫、修改 的全過程中無不凝聚著導師的心血，導師的專業(yè)知識，精益求精的工作作風，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，樸實無華、平易近人的人格魅力對我有著深遠影響。但是不能影響其它地方，所以只在這部分加大壓邊力，但壓邊力不能過大，防止出現(xiàn)拉裂。 （ 2）利用 Pro/E 軟件進行 CAD 建模。 （ 2）拉裂，零件拉裂容易出現(xiàn)的 3個地方，一是短邊和底部圓角處，主要原因是凹模的相對圓角半徑過??；另一個是直壁與底部轉(zhuǎn)角相切的“危險斷面”處；最后一處是底邊與長邊直壁的圓角處。通過成形極限 FLD 圖，各方案的起皺變形看，方案 2的起皺量最小，成形最好，而且變薄率和變厚率都較小，從這兩點看，方案 2 較為合理的優(yōu)化。根據(jù)上述結(jié)論，并結(jié)合實際生產(chǎn)中在模具參數(shù)一定的時候通過改變 凹模圓角和壓邊力的調(diào)節(jié)來得到較好的拉深質(zhì)量。如果壓邊力再大，必定破裂。為了防止起皺，在凸緣部分采用壓邊圈，加壓邊圈后，材料邊沿部分流動性穩(wěn)定，不容易起皺。 凹模直壁轉(zhuǎn)角半徑對成形的影響 凹模轉(zhuǎn)角部分位于筒壁部分，轉(zhuǎn)角可以減小筒壁內(nèi)的摩擦和加大板料的流動性，有利于板料的成形，所以研究凹模圓角半徑對成形的影響，試驗方案如下： （ 1）凸凹模間隙為 1t，板厚為 ,凹模圓角半徑為 12mm； （ 2）材料為的 DQSK； （ 3）沖程 50mm，壓邊力 Y1=30KN、 Y2=1200KN，速度 20xxmm/s。 根據(jù)上述的參數(shù)設(shè)定在 Dynaform 中進行分析，分別采用不同的凹模圓角進行模擬，模擬試驗結(jié)果如表 ，試驗結(jié)果變化如圖 ： 表 不同 凹模 圓角下的拉深模擬數(shù)據(jù) 凹模圓角 mm 10 12 14 15 最大變薄率 % 最大變厚率 % 最大正應變 最大負應變 最大正應力 Pa 最大負應力 Pa 成形效果 破裂 好 未充分拉深 未充分拉深 圖 不同凹模圓角半徑下的拉深厚薄變化 圖 不同凹模圓角半徑下的應變變化 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 28 頁 共 44 頁 圖 不同凹模圓角半徑下的應力變化 (a) 圓角半徑 10mm (b) 圓角半徑 12mm (c) 圓角半徑 14mm (d) 圓角半徑 15mm 圖 不同凹模圓角半徑 下 的成形極限圖 結(jié)果分析如下： （ 1）根據(jù)表 不同凹模圓角 半徑下 拉深數(shù)據(jù)和圖 不同凹模圓角半徑 下 的成形極限圖，凹模圓角 半徑 為 12mm 的成形較好，未出現(xiàn)拉裂的情況。 （ 2）從拉深厚薄的曲線可以看到，在 5000mm/s 附近出現(xiàn)了最大變薄率最小的點，而變厚率幾乎沒有多大的變化，這說明在拉深速度較小的時候，由于材料流進凹模成形區(qū)的速度較小，同時較小的速度也增加了流動的阻力，從而導致了在低速時也容易拉裂的。 壓邊圈方式對成形的影響 壓邊圈會對板料所受的壓邊力有影響，導致對成形效果造成影響。其中單位為 mm（圖 ）。 圖 Analysis 的參數(shù)設(shè)置 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 20 頁 共 44 頁 后處理 在仿真結(jié)束后， 可以進入 Dynaform 的 PostProcess 的后處理環(huán)境，進行一系列后處理。如圖 所示其中 a 對應凹模， t 對應凸模， b 對應板料，y1 對應分塊壓邊圈 Y1， y2 對應分塊壓邊圈 Y2。刪去相應的表面后如圖 所示。對于凸模和凹模草繪后進行拉深，拉深深度為凸模 80mm，凹模 100mm；對板料草繪后填充。 具有智能網(wǎng)格劃分，良好的用戶開發(fā)環(huán)境。雖然 Lsdyna也能夠進行仿真，但是其材料庫相對 Dynaform而言就有一些 欠缺，軟件的易操作性也較差。求解器 (LSDYNA)采用的是世界上最著名的通用顯示動力為主、隱式為輔的有限元分析程序，能夠真是模擬板料成形中各種復雜問題。由于在模擬中發(fā)現(xiàn)改變壓邊力不能解決矩形水槽邊沿部分的起皺，解決這樣的問題要使用不同的壓邊力，所以運用分塊壓邊圈的方式來使矩形水槽的沖壓成形優(yōu)化。板平面內(nèi)的彎曲變形使變形區(qū)直邊處外緣和圓角處內(nèi)緣形成起皺的危險區(qū)，同時還可能引起矩形件壁裂的產(chǎn)生 [1113]。 （ 1）矩形件拉深成形時，零件表面網(wǎng)格發(fā)生了明顯變化。 把圓角部分看成是直徑為 2r、高為 H 的圓筒件，則展開的毛坯半徑為： ）（ 2 ???? HR （ 時prr? ） HR r2? （ 時prr? ） 用光滑曲線連接直邊和圓角部分，即得毛坯的形狀和尺寸。 第 4章：用 Dynaform對拉深成形進行模擬分析，對不同影響因素作用下的矩形水槽成形過程對其變形特點進行了仿真分析，得出矩形水槽沖壓成形的優(yōu)化方案。如 20xx 年上海交通大學的鄭曉丹、汪銳、何丹農(nóng)應用專家系統(tǒng)技術(shù)進行了盒形件拉深極限的研究，闡述了專家系統(tǒng)在盒形件拉深成形極限分析中的應用，論述了建立專家系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) ,包括系統(tǒng)信息描述、知識表示方法、實例庫的建立以及系統(tǒng)的推理結(jié)構(gòu)等 [10]。 90 年代以后 ,有限元軟件功能的逐漸完善 ,近年來發(fā)展起來的數(shù)值模擬技術(shù)幫助解決了沖壓模擬這一塑性加工領(lǐng)域的難題 [45]。然而 ,如何保證板料塑性成形零件的質(zhì)量 ,降低廢品率 ,減少模具的返工 ,縮短模具設(shè)計周期 ,一直是板料塑性 成形領(lǐng)域的一大難點。矩形件是板材成形中的一種典型件，因此研究影響矩形水槽沖壓成形的各種因素是非常重要的。它是利用拉深模具在壓力機的壓力作用下，將預先剪裁或沖裁成一定形狀的毛坯，控制成立體空心件的一種加工方法。在目前的理論研究中，對非軸對稱拉深變形的研究成果很多，也比 較成熟。 本課題的主要內(nèi)容歸納如下： （ 1）分析國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，確定本課題的研究內(nèi)容； （ 2）研究并分析矩形水槽成形理論和其成形缺陷，如起皺、破裂和為充分拉深，確定其影響因素：壓邊力、模具參數(shù)等； （ 3）介紹板料成形的有限元數(shù)值模擬基本理論及 Dynaform 軟件的數(shù)值模擬過程，確定研究矩形水槽成形工藝的具體仿真試驗方案； （ 4）選擇板料及模具的參數(shù)，使用 Pro/E 建立 CAD 模型，使用 Dynaform建立沖壓模具、分塊壓邊圈和板料的有限元模型，選定合適的試驗參數(shù)； （ 5）對比不同的分塊壓邊圈的成形效果，確定所 采用的分塊壓邊圈； （ 6）通過改變影響一系列矩形水槽沖壓成形的因素的仿真試驗，比較成形性能，得出矩形水槽沖壓成形的優(yōu)化方案。本文選取矩形水槽這一簡單典型的盒形件作為拉深研究對象。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 共 44 頁 圖 矩形件的毛坯確定 矩形件沖壓成形工藝特點 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。因此，變形區(qū)內(nèi)金屬質(zhì)點的位移量直邊處大于圓角處，導致了這兩處的位移速度的不同，而毛坯 的這兩部分又是聯(lián)系在一起的整體，變形時必然相互牽制，這種位移速度差會引起剪切力，這種剪切力稱為位移速度誘發(fā)剪應力。 （ 1）沖壓速度 沖壓速度與沖壓過程有著十分密切的關(guān)系，沖壓速度的大小直接影響沖壓產(chǎn)品的的成形智力。 本章小結(jié) 本章首先介紹了矩形水槽件沖壓成形的基本理論，分析了矩形水槽的變形特點，并在此基礎(chǔ)上找出了影響其沖壓成形的因素 及本文要研究的主要因素，為第四章矩形水槽壓成形的仿真分析與優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)?？梢灶A測成形過程中板料的裂紋、起皺、減薄、劃痕、回彈、成形剛度、表面質(zhì)量，評估板料的成形性能，從而為板成形工藝及模具設(shè)計提供幫助。在 EtaPost中新增加的GRAPH模塊中，用戶可以利用曲線圖表功能來顯示拉深過程中各種參數(shù)隨時間變化的曲線。在 Dynaform對 矩形水槽 成形過程有限元仿真的具體操作步驟如圖 所示 [2225]。這樣就能把相應的模型轉(zhuǎn)換為 *igs 文件，供 Dynaform調(diào)用。對板料的網(wǎng)格化，設(shè)置當前零件層為板料， Tool Radius 為 。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 18 頁 共 44 頁 圖 定義用戶工具 圖 移動模具距離 定義凸模的運動和壓邊力 在定義工具里如圖 所示，選擇用戶定義工具中選中 t，然后定義凸模的運動 Z方向，沖壓速度，沖壓行程負號表示 Z 的負方向。 （ 2）矢量圖標 將結(jié)果以矢量形式顯示（圖 ），能夠?qū)Σ牧系牧鲃有赃M行顯示。在矩形件拉深成形過程中，板材不同部位的受力狀態(tài)、變形方式以及變形性質(zhì)存在較大差異，材料的性能參數(shù)、模具幾何參數(shù)和壓邊力等因素，都影響著矩形件的成形規(guī)律和拉深性能。所以以后仿真試驗均使用分塊壓邊圈方式 2。 通過上面的分析可以看到，拉深的速度不宜過低或者過高，合適的拉深速度不但可以減少凸模圓角處的起皺，而且對于拉深的成形效果也很好。 破裂 為充分拉深 為充分拉深 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 29 頁 共 44 頁 （ 2）從拉深的厚薄變化圖可見，當凹模圓角半徑越小，板料的變薄越嚴重，主要的變薄區(qū)分布在底面圓角的周圍，造成圓角處的拉裂。但是，轉(zhuǎn)角的大小對于減小起皺并不明顯。試驗方案如下： 未充分拉深 未充分拉深 未充分拉深 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 32 頁 共 44 頁 （ 1）凸凹模間隙為 1t，凹模圓角半徑為 12mm，板厚 ,轉(zhuǎn)角半徑為 15mm； （ 2）材料為的 DQSK； （ 3）沖程 50mm，速度為 20xxmm/s。 （ 3）由圖 和圖 ，圖 和圖 應變量和應力沒有很大變化。 建立優(yōu)化試驗結(jié)果如表 和 圖 ，試驗中方案 2 和方案 3 通過在固定拉深速度在20xxmm/s 開始改變壓邊力的大小，最后通過成形的效果選出成形較好的壓邊力。 （ 2）模具的幾何因素，分別對不同的凹模圓角半徑和凹模轉(zhuǎn)角半徑進行分析，來尋找模具對矩形件的質(zhì)量影響，為模具設(shè)計找到合理的幾何參數(shù)。 （ 3）未充分拉深，由于拉深行程相對較小時，板料得不到充分拉深，此時板料的流動較小。發(fā)現(xiàn)了矩形水槽沖壓成形的問題主要是起皺，拉裂和未充分拉深成形。 本次討論矩形水槽影響因素，尋找仿真 試驗中的零界點，首先預測壓邊力，沖壓速度，凹模圓角半徑和凹模轉(zhuǎn)角半徑。在課題完成的過程中，本人得到了導師以及其他授課老師的大力幫助，在此向他們表示真誠的感謝！ 另外還要感謝一些和我一組的同學，感謝他們在我遇到難題時幫我分析，對我講解，還要謝謝我的室友和關(guān)心我的朋友，感謝他們對我的支持。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 42 頁 共 44 頁 致 謝 值此論文即將完成之際，謹向?qū)熤乱陨钌畹闹x意和真誠的祝福 ! 本文是我第一次參加這類的科研項目，雖然研究的技術(shù)在社會上已有廣泛應用，但這是在導師張衛(wèi)的熱情關(guān)懷和悉心指導下完成的。為充分拉深發(fā)生在底邊，由于沒