鋁框沖壓件軟模成形過程的數(shù)值模擬(二)

鋁框沖壓件軟模成形過程的數(shù)值模擬(二)

Jul 07, 2022

 

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轉(zhuǎn)發(fā)自:模具技術(shù)

作者:宋育紅

(西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院航空制造工程學(xué)院,陜西西安710089)

2、1前置處理

數(shù)值模擬前置處垤包括以下幾個部分:

o)CAD模形建立 可以通過CAI)模形直接導(dǎo)人,也可以在軟件的前置處理界面上建立·復(fù)雜模形一般均采用直接導(dǎo)人

以節(jié)省時間,簡單模形可以直接建立·圖2給出框緣零件,初始板料的厚度為1. 5 mm;

其成形模具尺長度為750 mm,其截面尺寸分別為:

第一組半徑為5 mm,第二組角半徑為 mm,如圖2(b)所示。圖3為框緣零件的有限元模形。

(2)材料特性建立一一一材料特性是:

描述料變形的力學(xué)持征,通常采用板料拉裸真實應(yīng)力應(yīng)變曲線描述。

本文采用詘合金的2,卜板.料和橡皮與模具間的摩擦因數(shù)為‰ 15,其材料醑性參敬如表1所示。

〈3)邊界條件建立一一一包括控制模具和板料的運動和摩擦。

模具固定,板料和橡皮為變形體,直接在橡皮上施加作用力,壓力為30 MP,橡皮運動的速度

2,2計算濉程

采用動式祛:剝螫成過鏗考慮到橡庋成形過鏗是產(chǎn)準(zhǔn)0過:計,取身,嚇,設(shè)置方《忙降態(tài)屨性0 對版然成形身

2、3后過處聳一圖4顯示了不同圓角的零件在模具成形時的厚度分布圖0從 一圖一4中可以看出,圓角半徑為5 mm時一,零亻牛在兩側(cè)位置的厚度變化較為劇烈

但減薄率低于0、4%,中間區(qū)域較為均勻,厚度分布處一于L 491、L 502 mm,如圖4(a)所示;

當(dāng)圓角半徑為10 mm時,該零件在兩側(cè)位置的厚度變化較之前一種情況較為緩和,但減薄率低于0.25%,中間阝肄的厚度分布史均勻

為分析了該件在成形的過程中應(yīng)力的分布圖,如圖6所示。

板料在橡支的壓力作用卞首先發(fā)生起皺,隨著壓力的增加,楫料逐漸貼模,最終符合模只的形狀。

從圖0可以看出:當(dāng)圓角平徑為5、m時;

應(yīng)力突罕的區(qū)域主要在零件的側(cè)邊,而且應(yīng)力的變化量較大,在0一1 MPa范圍內(nèi);

當(dāng)圓角半徑為10 n“時,應(yīng)力突變的區(qū)域仍在零件的側(cè),但應(yīng)力的變化量較小,在0、37‰ 1 ¥Pa范圍內(nèi),中間區(qū)域應(yīng)力分布均勻。

因此,模具的圓角半徑越大,應(yīng)力的變化范圍變小拉深部分的起皺現(xiàn)象基本消失,零什表面的起皺區(qū)域概率會增

以上采用動態(tài)顯式算法計算成形過程,其模擬結(jié)果與實際進行比較《如圖4所示,圓角半徑為5增加圓角半徑,可控制零件的起皺和開裂的產(chǎn)生,使得零件的厚度分布更為均勻,成形質(zhì)量較好。

另外,觀察圖4(a)圖中的A點和(b)圖中的B點,該點均為零件厚度變化最劇烈的點,該兩點在成形過程中的變化為別為圖5中的(a)圖和(b)圖

從圖5可以看出,板料凸彎邊由于受到壓應(yīng)力作用發(fā)生增厚現(xiàn)象。

因而,起皺是凸彎靼的主要缺陷形式,開裂的可能性m時,最厚點的厚度為1,521 n、m,實際該點的厚度為'i.532 mm,其誤差為7,18%豐圓角半徑為10。

m時,最厚卓的厚度為L 517, m,實際該點的厚度為出防",其誤差為 0,鄴,且模擬中木厚度冚現(xiàn)的位置與實度出現(xiàn)的位寰塾本一致,能夠滿足模精度,而且計算時間短、效率較高。

采用高溫退火:將制件加熱875、900 ℃,保溫 30 mm,隨爐冷卻40 min后取出。

通過高溫退火能起到消除上道工序的應(yīng)力和軟化材料的作用。

采用低溫退火:將經(jīng)過高溫退火的鉬件放在電阻爐中加熱至570 ℃左右,保溫2 min,熱沖。

通過低溫退火起到軟化作用,即減小了拉力,也提高了鉬件的塑性,進而減小零件橫向開裂。

3結(jié)論

采取車削處理的方法,在制件端口處車去1 n皿左右,消除端口部位的應(yīng)力集中點,然后再進行下道工序的拉深。

(2)對于鉬件在深拉深過程中產(chǎn)生的橫向開裂,主要采取增大凸、凹模間隙(增大10%、 15%);

采用高溫退火后,低溫退火進行熱沖的方法,提高材料塑性,減少零件橫向開裂。

新工藝的采用,使深拉深鉬件成品率由原來的10%提高到85%以上

綜合以上分析,不同的工藝參數(shù)對成形過程較好的拉深件,就需要綜合考慮各種工藝參數(shù)對成和結(jié)果影響較大,且影響是多方面的。

要獲得質(zhì)量形過程的影響,找到合適的工藝參數(shù)的組合。

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鋁框沖壓件軟模成形過程的數(shù)值模擬(一)
探討控制深拉延沖壓件開裂和起皺問題的方法(一)