Apr 25, 2022
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作者:張國(guó)智
(新鄉(xiāng)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003)
2,2模型的建立及計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證
當(dāng)拉深的壓邊力等于翻邊力時(shí),是翻邊的極限臨界值,即:
式中:D以,d山,/一平板坯料的外徑,翻邊后直徑,平板坯料預(yù)制孔直徑,凹模圓角半徑,板料厚度“,q一板材的屈服應(yīng)力,單位壓邊力由表1的沖壓的幾何尺寸參數(shù),各個(gè)幾何參數(shù)為:佻147mm, dF99mm,rF55mm,t=1mm材料選取Q235鋼
材料及工藝參數(shù)為: Cs=235MPa,q=25MPao求得臨界翻邊的預(yù)制孔直徑d為77,5mm,與實(shí)驗(yàn)中的極限翻邊預(yù)制孔直徑卩0]的相對(duì)誤差為13.97%,由此,驗(yàn)證了理論模型的準(zhǔn)確性
3有限元模型的建立與驗(yàn)證
帶預(yù)制孔件,當(dāng)預(yù)制孔徑小的時(shí)候是拉深,當(dāng)預(yù)制孔徑大的時(shí)候變成翻邊變形,因而,本節(jié)建立以預(yù)制孔徑為參數(shù)的沖壓有限元模型各個(gè)幾何參數(shù)
如表1所示拉深過(guò)程具有對(duì)性,因而只對(duì)其] /4進(jìn)行分析。當(dāng)無(wú)預(yù)制孔時(shí)的有限元模型,如圖2所示
應(yīng)用ANSYS進(jìn)行顯式求解,沖壓模具和壓邊圈為剛體,板材采用冪指數(shù)材料,板材最終成形時(shí)的有限元計(jì)算結(jié)果,如圖3所示
從圖3中可見(jiàn),拉深件沒(méi)有出現(xiàn)褶皺,說(shuō)明計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符
此外,根據(jù)有限元計(jì)算的拉深力和根據(jù)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的拉深力的相對(duì)誤差僅為8.65%,由此驗(yàn)證了所建立的有限元模型的準(zhǔn)確性
4沖壓變形機(jī)理分析
4· 1預(yù)制孔為翻邊臨界值時(shí)變形過(guò)程分析
當(dāng)零件沖壓的幾何參數(shù)如表1所示時(shí),且預(yù)制孔徑為臨界值68mm時(shí),應(yīng)用所建立的有限元模型分別對(duì)壓邊力為 1 &228KN、8KN、OKN進(jìn)行了有限元分析
其中,1 &228KN是根據(jù)拉深變形計(jì)算的壓邊力六分析結(jié)果,如圖4、圖5所示
從圖4中可見(jiàn),雖然材料沒(méi)有被完全壓緊,因?yàn)?,按照拉深?jì)算的壓邊力是保證在成形過(guò)程中不出現(xiàn)褶皺,但不會(huì)阻礙材料的流動(dòng),材料完成的是翻邊
當(dāng)壓邊力為8KN時(shí)仍然發(fā)生的是翻邊,表面平整,但無(wú)壓邊力時(shí)發(fā)生的也是翻邊,但成形后凸緣部分有較大的褶皺
這說(shuō)明,有無(wú)壓邊力,均發(fā)生的是翻邊變形但從圖5(a)中可見(jiàn),當(dāng)壓邊力不同時(shí),預(yù)制孔的變形不同,有壓邊力時(shí)變形近似,但與無(wú)壓邊力完全不同
從圖5(b)中可見(jiàn),材料在凸模下行10mm之前,材料有流動(dòng),也就是這是發(fā)生了很小的拉深變形,雖然流動(dòng)不大,且壓邊力越小材料向凹??诹鲃?dòng)的越大,當(dāng)凸模行程大于20mm時(shí),材料的流動(dòng)很小,主要發(fā)生的是翻邊變形。
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