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帶預(yù)制孔沖壓件的臨界變形機(jī)理研究(二)

帶預(yù)制孔沖壓件的臨界變形機(jī)理研究(二)

Apr 25, 2022

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來源:機(jī)械設(shè)計與制造      2017年 第1 1期

作者:張國智

(新鄉(xiāng)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003)

2,2模型的建立及計算結(jié)果的驗證

當(dāng)拉深的壓邊力等于翻邊力時,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,與實驗中的極限翻邊預(yù)制孔直徑卩0]的相對誤差為13.97%,由此,驗證了理論模型的準(zhǔn)確性

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3有限元模型的建立與驗證

帶預(yù)制孔件,當(dāng)預(yù)制孔徑小的時候是拉深,當(dāng)預(yù)制孔徑大的時候變成翻邊變形,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幾何參數(shù)

如表1所示拉深過程具有對性,因而只對其] /4進(jìn)行分析。當(dāng)無預(yù)制孔時的有限元模型,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,板材最終成形時的有限元計算結(jié)果,如圖3所示

從圖3中可見,拉深件沒有出現(xiàn)褶皺,說明計算結(jié)果與實驗結(jié)果相符

此外,根據(jù)有限元計算的拉深力和根據(jù)實驗的經(jīng)驗公式計算的拉深力的相對誤差僅為8.65%,由此驗證了所建立的有限元模型的準(zhǔn)確性

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4沖壓變形機(jī)理分析

4· 1預(yù)制孔為翻邊臨界值時變形過程分析

當(dāng)零件沖壓的幾何參數(shù)如表1所示時,且預(yù)制孔徑為臨界值68mm時,應(yīng)用所建立的有限元模型分別對壓邊力為 1 &228KN、8KN、OKN進(jìn)行了有限元分析

其中,1 &228KN是根據(jù)拉深變形計算的壓邊力六分析結(jié)果,如圖4、圖5所示

從圖4中可見,雖然材料沒有被完全壓緊,因為,按照拉深計算的壓邊力是保證在成形過程中不出現(xiàn)褶皺,但不會阻礙材料的流動,材料完成的是翻邊

當(dāng)壓邊力為8KN時仍然發(fā)生的是翻邊,表面平整,但無壓邊力時發(fā)生的也是翻邊,但成形后凸緣部分有較大的褶皺

編輯

這說明,有無壓邊力,均發(fā)生的是翻邊變形但從圖5(a)中可見,當(dāng)壓邊力不同時,預(yù)制孔的變形不同,有壓邊力時變形近似,但與無壓邊力完全不同

從圖5(b)中可見,材料在凸模下行10mm之前,材料有流動,也就是這是發(fā)生了很小的拉深變形,雖然流動不大,且壓邊力越小材料向凹模口流動的越大,當(dāng)凸模行程大于20mm時,材料的流動很小,主要發(fā)生的是翻邊變形。


 

帶預(yù)制孔沖壓件的臨界變形機(jī)理研究(一)
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