引领先锋|某盒形件充液拉深成形工艺及试制研究( 二 )
进而得到:
根据上述计算结果 , 此盒形件位于图4 所示“红点”位置 , 可以一次拉深成形 。
数值模拟成形由理论计算可知零件可以一次拉深成形 , 首先利用数值模拟软件模拟盒形件刚性拉深成形过程 , 其工艺分析模型如图5 所示 。 数值模拟参数如下所示:凸模圆角半径16mm , 压边圆角半径10mm , 凹模型面圆角半径12.7mm , 网格尺寸1.5mm 。 摩擦系数设置为:凸模0.17(粗糙) , 凹模0.05(润滑) , 压边圈0.05(润滑) 。 成形过程中初步设定压边间隙为1.76mm , 凸凹模间隙为2mm 。
图5 刚性拉深工艺分析模型
采用刚性拉深工艺成形的最终零件的减薄云图和应力分布如图6 和图7 所示 , 成形后的零件凸模圆角减薄严重 , 最大减薄率为30% , 靠近棱角处的法兰应力集中严重 , 最终零件会有较大的回弹 , 不能满足轮廓度和减薄要求 。 因此下面研究盒形件的充液拉深成形工艺 , 解决刚性成形产生的问题 。
图6 刚性拉深成形减薄云图
图7 刚性拉深成形零件的应力分布
为降低零件减薄率 , 减小回弹量 , 零件成形采用充液拉深工艺 。 当凸模下行至距离最终位置95mm 时 , 反胀压力6MPa , 最终实际拉深高度85mm , 最大成形压力30MPa , 反胀高度10mm 。 液体压力设置如图8 所示 。 充液拉深过程中盒形件的直线部分和圆角部分的变形趋势分别如图9 和图10 所示 。
图8 拉深液体压力
图9 充液拉深过程中直线部分变形趋势
图10 充液拉深过程中圆角部分变形趋势
最终零件的成形极限图如图11 所示 , 最终零件的减薄云图如图12 所示 。
图11 充液拉深成形极限图
图12 充液成形减薄云图
由分析结果可知 , 零件最大减薄23% , 无明显起皱破裂趋势 , 此工艺方案可行 。
零件试制本次试制零件3 件 , 编号试件1、试件2、试件3 , 料厚实测均为1.7mm 。
试件1
参照数值模拟 , 试件1 成形时压边吨位设置为325t , 拉深吨位设置为350t , 板料双面润滑 。 试件1最终成形结果如图13 所示 , 零件无破裂和颈缩现象 , 但法兰面上有轻微皱痕 , 成形质量不满足零件技术要求 。 现将零件切割成数块 , 并测量每个区域的厚度 , 测量区域如图14 所示 , 测量结果如表2 所示 。
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