基于DEFORM分析與正交試驗法的薄板翻孔關鍵技術研究.pdf

1、廣泛應用于自助服務設備的螺紋聯(lián)接薄板件上，常采用翻孔成形工藝。在實際生產制造過程中,翻孔成形的翻孔口處有高出的臺階狀疊起,造成攻絲后起毛刺,攻絲質量不良。影響翻孔成形的因素涉及到金屬板材成形性能、預制孔、模具等諸多因素,其中預制孔的大小和凹模根部的圓角值、凸模根部的圓角值以及凸模頭部形狀與大小的模具因素,對實際工程應用的影響又較大。當今,往往采用在一定工程實驗條件下的方式或數(shù)值仿真模擬的方法,研究其中某一二種因素的影響。而通過建立薄板翻

2、孔成形的數(shù)學模型,系統(tǒng)地分析研究預制孔和上述模具形狀諸因素相互間影響的則較少,同時考慮磨損對凸模的影響的則又少。因此,對翻孔成形所用模具形狀因素及其相互間影響的研究,具有較大的實際工程應用價值。
　　本文首先建立翻孔數(shù)值仿真數(shù)學模型。根據影響翻孔成形的主要模具因素及薄板預制孔徑因素,使用PRO-E軟件建立3D模型,并導入DEFORM-3D軟件,建立數(shù)值仿真模擬的數(shù)學模型。使用點跟蹤方法,系統(tǒng)分析研究了薄板翻孔成形過程表面各點的應力

3、應變;并得出翻孔上沿口和翻孔下沿口附近的局部處的應力應變值明顯高于其它各處。分析得出了較優(yōu)的凸模頭形狀為圓弧形凸模,并以凸模圓弧形為模型參數(shù),進一步優(yōu)化了薄板翻孔成形數(shù)值仿真數(shù)學模型。
　　利用優(yōu)化的薄板翻孔數(shù)值仿真數(shù)學模型,在使用DEFORM-3D軟件進行數(shù)值仿真可獲得相關性數(shù)據的基礎上，利用正交試驗法安排規(guī)劃實驗,分析得出了各因素對翻孔質量影響的大小主次順序為:凹模彎角半徑、工件的預制孔徑、凸模彎角半徑、凸模圓弧半徑;其中工件

4、的預制孔徑與凸模彎角半徑對其影響的程度相同。利用正交試驗法分析優(yōu)選出一組較優(yōu)參數(shù)值:預制孔徑為1.45mm,凹模彎角半徑為0.4mm,凸模彎角半徑為0.4mm,凸模圓弧半徑5.1mm。
　　根據上述一組較優(yōu)參數(shù)數(shù)值,建立模具數(shù)值仿真模型,數(shù)值仿真分析了模具的應力,以及耐磨壽命分析;并實際設計制作一套模具,搭建實驗平臺進行驗證。驗證表明依據較優(yōu)參數(shù)數(shù)值所設計制作的模具,實際翻孔成形的質量以及攻絲質量效果較先前好,完全能達到實際工程的