關(guān)于拉深模設(shè)計中拉深壁起皺的分析-閱讀頁
2025-07-01 03:49本頁面
【正文】 所以壓邊力并不影響凸模頂部與凹模肩部之間的制件形狀的不穩(wěn)定狀況。(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。目前，實際生產(chǎn)中一直在研究這種類型的幾何結(jié)構(gòu)。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。從圖7中可以看出，褶皺分布在拉深壁處，尤其在階梯邊緣的拐角處更為嚴重，如圖1（b）所示的A——D和B——E處。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。模擬的盒形件外形如圖8所示。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。較大的拐角圓角這種想法通過實際生產(chǎn)加工被驗證是可行的。最初時將壓邊力增加到初始值的2倍。相同的結(jié)論是增大摩擦或者增加坯料的尺寸。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(yīng)在起皺的區(qū)域增加壓桿裝置來控制多余的金屬料流。在這種理論分析下，兩個壓桿應(yīng)加到拉深壁的臨近處，如圖9所示以便能控制多余的金屬料流。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。圖9 在拉深壁處增加的壓桿在拉深工序中采用有限元分析的優(yōu)點之一就是可以通過拉深模擬來監(jiān)視、控制金屬板料的形狀變形，而這些在實際生產(chǎn)中是不可能做到的。褶皺的形狀如圖10所示。 圖10 金屬板料接觸階梯邊緣時形成褶皺圖11 切斷階梯拐角后的外形圖圖12 凸模設(shè)計修改后的外形模擬圖因此，模具應(yīng)設(shè)計成在階梯拐角處切斷一部分，如圖11所示，以有利于改善拉深條件。然而在拉深壁處還是存在起皺現(xiàn)象。毫無疑問，模具的設(shè)計結(jié)構(gòu)應(yīng)有兩處需要調(diào)整，一處是切斷整個階梯；另一處是增加拉深工序，使用2次拉深可以獲得期望的形狀。如果較低的臺階被切斷去除，那么這種盒形件的拉深就與矩形盒件的拉深十分相似，詳見圖12。在兩次拉深過程中，金屬板料首先拉深成較深的臺階，如圖13（a）所示。從圖13（b）中可以清楚地看出，帶有階梯的方形盒件通過兩次拉深被制作出來，而且沒有褶皺。有限元模擬分析指出要想獲得理想的帶有階梯的方形盒件，使用一次拉深幾乎是不可能成功的。為了維持較低的生產(chǎn)成本，設(shè)計師對盒形件外形做了適當?shù)男薷?，并且根?jù)有限元模擬的結(jié)果，修改了模具，切斷去除了較低的階梯，如圖12所示。盒形件的外形也與用有限元模擬所獲得的外形效果一樣好。比較情況如圖15所示。這就證明了有限元分析方法的有效性。第一種類型的起皺出現(xiàn)在帶有斜度的方形盒件的拉深壁處。較大的凸模間隙會導致拉深到凸模頂部與凹模肩部的金屬板料處產(chǎn)生較大的無支撐區(qū)域，而金屬板料較大的無支撐區(qū)域是形成起皺的最終原因。另一種類型的起皺發(fā)生在實際生產(chǎn)中帶有階梯的幾何結(jié)構(gòu)的方形盒件中。根據(jù)有限元分析，起皺的原因主要是由于凸模頂部和臺階邊緣之間的不均勻拉深造成的。修改后的模具設(shè)計生產(chǎn)出了無缺陷的盒形零件。因此可以說：有限元方法可以取代傳統(tǒng)的實際生產(chǎn)試驗的昂貴的方法
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