中文--拉深模設(shè)計中拉深壁起皺的分析-wenkub.com
2025-05-07 17:34 本頁面
【正文】 鳴謝： 作者感謝中國國家科技委員會給予這個課題授予 NSC— 86— 2212— E002— 028。為了避免起皺，在模具設(shè)計中使用有限元模擬做了一些試驗，試驗最終確定的最優(yōu)設(shè)計就是將階梯去除。有限元模擬表明這種類型的起皺是不能通過增加壓邊力而抑制的。 10 厚度（ mm） 圖 15 模擬與實際生產(chǎn)中， GH截面處的板料厚度分布比較圖 五、簡要論點及結(jié)束語 在拉深過程中 發(fā)生的兩種類型的褶皺通過有限元分析研究以及對起皺原因做的試驗，最終發(fā)現(xiàn)了抑制起皺的方法。 圖 13 （ a）第一次拉深工序 （ b）第二次拉深工序 圖 14 消除褶皺后的產(chǎn)品圖 為了更進一步驗證有限元模擬的結(jié)論，將從模擬的結(jié)果中獲得的截面 GH處的板料厚度的分布情況與實際生產(chǎn)中的情況進行比較。然而，使用 兩次拉深則增加了生產(chǎn)成本，因為模具成本和制造成本增加了。因此，較低的階梯是在第二次拉深工序中形成的，此時，可以獲得我們所期望的外形，如圖 13（ b）所示。如圖 12所示，是這種成形方法模擬出的外形。 通過增加階梯邊緣而使板料均勻、穩(wěn)定的拉深。褶皺的形狀如圖 10所示。這就表明：需要在拉深壁處設(shè)置更多的壓桿，以控制多余的金屬料流。 起皺的形成是由于在某些區(qū)域發(fā)生多余的金屬板料流動，所以應在起皺的區(qū)域增加壓桿裝置來控制多余的金屬料流。最初時將壓邊力增加到初始值的 2倍。 小的凸模圓角，例如 A—— B邊緣的圓角和凸模拐角 A處的圓角，如圖 1（ b）所示，是拉深壁處破裂的主要原因。 6 圖 7 產(chǎn)品上的褶皺和破裂情況 圖 8 模擬產(chǎn)品起皺和破裂的盒形件外形圖 為了對拉深過程中金屬板料出現(xiàn)的變形現(xiàn)象有更進一步的了解，生產(chǎn)中仍然采用了有限元分析方法。 這種拉深件的生產(chǎn)是通過深拉深和整形兩個工序組成的。 (a)100KN.(b)600KN. 四、帶有階梯的方形盒件 在帶有階梯的方形盒件的拉深中，即使凸模間隙不是這樣重要，而 在拉深壁處仍然會發(fā)生起皺。為了分析兩次不同壓邊力時出現(xiàn)起皺的不同，從拉深壁頂部到直線 M—— N 處，對 5 處不同高度截面進行了分析，如圖 4 所示，圖 6 給出了所有情況的曲線。壓邊力從 100KN增加到 600KN，以提供壓邊力 。還可以看出，凸模間隙越大，比值 β就越大。為了比較三個不同凸模間隙的試驗結(jié)果，需要引入兩個主應力的比值 β， β為 εmin/εmax, εmin/εmax是主應力相對的最小值和最大值。從圖 4可以看出，起皺分布在拉深壁處，并且拉深壁鄰近的拐角處起皺現(xiàn)象尤為嚴重。 為了研究凸模間隙對起皺的影響，現(xiàn)在分別用凸模間隙為 20mm， 30mm和 50mm的帶有斜度的方形盒進行拉深模擬。從圖 1（ a）可以看出方形凸模頂部每邊的長度為 2Wp，凹?？诓块L度為 2Wd以及拉深高度 H—— 影響起皺所考慮的關(guān)鍵性尺寸。平均的流動壓力 σ可以通過公式 σ=（ σ0+2σ45+σ90） /4，計算出來，進而準確測量出實際拉力，如圖 3所示，以用于帶有斜度的方形盒件和帶有階梯的方形盒件的拉深。從目前的研究來看，金屬板料的深拉深的特 性參數(shù)已經(jīng)用于模擬。由于對稱的原因，僅僅分析了零件的 1/4。使用 CAD將 3個節(jié)點或 4個節(jié)點形成殼形的單體，進而在模型上 形成網(wǎng)格體系。在當前的研究中，為了得出分析的效果，
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