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轉(zhuǎn)發(fā)自：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造第11期

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）

2．1典型零件簡(jiǎn)介

對(duì)于忡壓工藝而言，要想實(shí)現(xiàn)智能化，必須對(duì)沖壓工藝進(jìn)行所研究零件沖壓示意圖，如圖1所示。

板料材料為厚度為精確的控制，因而，關(guān)于精密沖壓工藝“及沖壓工藝力學(xué)機(jī)理閻的Imm的A3鋼板。根據(jù)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，如表1所示。

研究一直是研究熱點(diǎn)。在沖壓工藝中，拉深和翻邊工藝應(yīng)用較為并且查得臨界翻邊的預(yù)制孔直徑為68mmo當(dāng)預(yù)制孔直徑

近年來(lái)，關(guān)于翻邊模具優(yōu)化設(shè)計(jì)圈、拉深翻邊復(fù)合成形工藝時(shí)，發(fā)生的主要是拉深變形，得到的是帶預(yù)制孔的拉深件；

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：4刀一（+20）]q=l.lT(d2-d)tff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

表1沖壓模具及坯料的幾何參數(shù)

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)證了所建立的有機(jī)理分析

4沖壓變形限元模型的準(zhǔn)確性

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)椋凑绽钣?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模口流動(dòng)的越大，當(dāng)凸模行程大于20mm時(shí)，材料的流動(dòng)很小