單邊不同約束條件與盒形件成形極限關(guān)系的研究.pdf

1、矩形臺(tái)盆是生活中常見(jiàn)的盒形件，帶操作臺(tái)面板的單槽矩形臺(tái)盆是矩形臺(tái)盆常見(jiàn)的一種。操作臺(tái)面板，即盒形件的法蘭長(zhǎng)邊，其介入使這類(lèi)盒形件的成形與傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的盒形件成形存在了差異，盒形件的拉深極限也隨著法蘭邊長(zhǎng)長(zhǎng)度變化而發(fā)生變化。掌握兩者之間的變化關(guān)系，可為同類(lèi)盒形件的外形尺寸設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)意義。本論文為此探討法蘭邊長(zhǎng)長(zhǎng)度與盒形件拉深極限兩者的變化關(guān)系，進(jìn)行如下的研究:
　　 1.為了探討盒形件拉深極限與法蘭邊長(zhǎng)的關(guān)系，提出了約束概念，分別定

2、義以下五個(gè)概念:有約束、無(wú)約束、單邊約束、單邊約束度及單邊變約束度;并建立單邊約束盒形件的研究模型如下:單邊約束盒形件的三條法蘭邊長(zhǎng)度相等為L(zhǎng),且長(zhǎng)度小于第四邊法蘭邊長(zhǎng)度X,即L1=L2=L3=L＜ X。
　　 2.為了分析在單邊不同約束情況下盒形件的變形特點(diǎn)及材料流動(dòng)分析，對(duì)研究模型的水平及垂直方向進(jìn)行取點(diǎn)研究其材料流動(dòng)量，得到在不同摩擦因素條件下，法蘭短邊方向上向圓角區(qū)域流動(dòng)的材料量大于法蘭長(zhǎng)邊向圓角區(qū)域流動(dòng)的量，而隨摩擦因

3、數(shù)的增大，這種趨勢(shì)呈增加的態(tài)勢(shì);在不同壓邊力因素條件下，水平法蘭短邊與垂直法蘭短邊的流入量之差在過(guò)小和過(guò)大壓邊力下都小于0。
　　 3.為了分析單邊不同約束情況下盒形件成形極限的影響因素，選擇了四類(lèi)工藝參數(shù)（毛坯幾何參數(shù)、材料性能參數(shù)、模具幾何參數(shù)、沖壓工藝參數(shù)）進(jìn)行詳細(xì)分析。其中采用了有限元逆、正向結(jié)合方法對(duì)單邊約束盒形件進(jìn)行了毛坯優(yōu)化工作，通過(guò)反向求得毛坯初始形狀后，利用正向模擬修正毛坯形狀，有利于提高拉深極限高度和材料利用

4、率。
　　 4.為了研究不同單邊約束度與盒形件拉深極限的關(guān)系，設(shè)定法蘭短邊長(zhǎng)度為一定值，采用了正交試驗(yàn)方法得出每一個(gè)特定法蘭長(zhǎng)邊對(duì)應(yīng)較優(yōu)的盒形件拉深極限高度。試驗(yàn)過(guò)程采用Dynaform數(shù)值模擬軟件進(jìn)行模擬，模擬過(guò)程中綜合考慮了摩擦系數(shù)、單位壓邊力、凸凹模間隙及凹模圓角半徑四個(gè)重要工藝參數(shù)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在約束度范圍為1至4時(shí)，盒形件的拉深極限隨著單邊約束的增大出現(xiàn)明顯單一的遞減趨勢(shì)。單邊約束度范圍為4至6時(shí)，拉深極限高度幾乎持

5、平，有微弱遞減趨勢(shì)。
　　 5.為了研究單邊變約束度與盒形件拉深極限高度的關(guān)系，設(shè)定盒形件拉深高度要求為180mm，針對(duì)三個(gè)不同法蘭短邊長(zhǎng)度的盒形件，同樣采用了正交試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，運(yùn)用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行成形模擬。通過(guò)試驗(yàn)獲得三類(lèi)盒形件的相應(yīng)最大法蘭長(zhǎng)邊長(zhǎng)度都為375mm，單邊變約束度Wc分別為12.5，6.25，4.1667。對(duì)于同類(lèi)型的單槽矩形臺(tái)盆，可以參考試驗(yàn)得到的單邊變約束度進(jìn)行臺(tái)盆的外形尺寸設(shè)計(jì)，減少加工工序，降低生