盒形件微拉深成形有限元分析與模具設(shè)計(jì).pdf

1、隨著微機(jī)械及微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，微零件需求量逐漸增加，微拉深成形技術(shù)以其高效率、低成本及可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)關(guān)注度逐漸升高，但微拉深成形屬于微觀尺度下塑性變形，其成形理論及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不成熟，制約了微拉深成形技術(shù)的應(yīng)用。微拉深工藝可成形各類腔體，多種因素影響其復(fù)雜的成形工藝，現(xiàn)有研究成果多局限于回轉(zhuǎn)體，而盒形件微拉深成形相關(guān)研究較少。
　　本研究以盒形件為研究對象，采用數(shù)值模擬的方法對其微拉深成形進(jìn)行分析，確定成形規(guī)律的影響因素，并以

2、此為依據(jù)，設(shè)計(jì)出成形盒形件的微拉深模具。針對微成形中特有的尺度效應(yīng)現(xiàn)象，在對現(xiàn)有體現(xiàn)尺度效應(yīng)的本構(gòu)理論進(jìn)行整理分析的基礎(chǔ)上，對表面層模型進(jìn)行修正，推導(dǎo)出適用于面心或體心立方晶格材料的本構(gòu)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，對微拉深成形試驗(yàn)進(jìn)行有限元數(shù)值模擬，通過模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比分析，驗(yàn)證該修正表面層模型的合理性。將修正表面層模型應(yīng)用到盒形件微拉深成形有限元分析中，以工件、模具及成形工藝等參數(shù)為變量因素進(jìn)行對比分析。分析結(jié)果表明:盒形件在微拉深成形中

3、圓角與直邊成形會相互影響，與傳統(tǒng)拉深成形過程類似;板料材料晶粒尺度會影響微拉深力及工件成形厚度的變化，存在尺度效應(yīng);模具間隙、凸模圓角及模具零件加工質(zhì)量均會影響微拉深力的變化趨勢;沖壓速度對微拉深力的影響較小。研究盒形件微拉深的成形規(guī)律對其機(jī)理研究、工藝設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。基于有限元分析結(jié)果，結(jié)合盒形件微拉深加工尺寸小、形狀特殊等特點(diǎn)，對模具凸、凹模尺寸等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，設(shè)計(jì)出一套微拉深模具。為避免手工送料與卸料對毛坯和