中心帶孔圓板拉深—翻孔變形方式的研究.pdf

1、中心帶孔圓板由于孔徑的不同,在成形過程中會出現(xiàn)多種變形方式,如純拉深成形、純翻孔成形及拉深-翻孔復(fù)合成形。通過對板料整個(gè)變形過程的研究,從本質(zhì)上掌握帶孔圓板的變形規(guī)律,有利于對加工過程進(jìn)行有效控制,實(shí)現(xiàn)利用最經(jīng)濟(jì)的板料形狀與尺寸加工出合格零件,降低生產(chǎn)成本。
　　本文采用金屬塑性理論、有限元數(shù)值分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,對板厚為2mm、外徑為80mm、預(yù)制孔直徑為0~45mm的一系列圓板坯料的變形過程進(jìn)行分析,研究成形過程中預(yù)制

2、孔大小對板料變形方式的影響。
　　板料變形區(qū)的最大徑向應(yīng)力是判斷中心帶孔圓板變形方式的主要依據(jù)。傳統(tǒng)的簡化解法求得的最大徑向應(yīng)力不能反應(yīng)板料的變形方式。本文考慮了材料硬化的影響,對拉深變形區(qū)與翻孔變形區(qū)的徑向應(yīng)力求解公式進(jìn)行了修正,獲得了中心帶孔圓板變形過程中最大徑向應(yīng)力的理論計(jì)算模型及變化曲線,并通過對比拉深變形區(qū)與翻孔變形區(qū)的最大徑向應(yīng)力來判斷板料的變形方式。分析表明帶孔圓板的成形過程中可能出現(xiàn)以下4種變形方式:純拉深成形、以

3、拉深為主的復(fù)合成形、以翻孔為主的復(fù)合成形及純翻孔成形。這種分析方法從理論上來講更加科學(xué),比以往單純從經(jīng)驗(yàn)上定性分析板料的變形方式更為可信。
　　為了初步驗(yàn)證理論分析的準(zhǔn)確性,采用數(shù)值模擬軟件 DYNAFORM對板料厚度為2mm、外徑為80mm、預(yù)制孔直徑分別為0、5、10、15、20、25、30、35、40、45/mm的一系列板料的整個(gè)成形過程進(jìn)行仿真與分析。模擬結(jié)果表明,隨著預(yù)制孔直徑的增大,板料變形方式的變化趨勢為:純拉深成形

4、→以拉深為主的復(fù)合成形→以翻孔為主的復(fù)合成形→純翻孔成形,與理論分析結(jié)果基本相符。
　　為了進(jìn)一步驗(yàn)證理論分析的準(zhǔn)確性,本文采用與模擬相同尺寸規(guī)格的板料進(jìn)行成形試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,隨著預(yù)制孔直徑的增大,板料變形趨勢由純拉深成形轉(zhuǎn)變?yōu)槔?翻孔復(fù)合成形;當(dāng)預(yù)制孔直徑達(dá)到一定值時(shí),變形過程中只存在純翻孔成形,試驗(yàn)結(jié)果與理論分析及數(shù)值模擬結(jié)果吻合。
　　本文所建立的中心帶孔圓板成形過程中徑向應(yīng)力的理論計(jì)算模型,可用于準(zhǔn)確判斷該類板