凸凹模零件的疲劳有限元分析.pdfVIP

学兔兔 第2期 (总第159期) 机 械 工程 与 自动 化 No．2 2010年4月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N Apr． 文章编号：1672—6413(2010)02—0039—03 凸凹模零件的疲劳有限元分析 金春凤，杨 波，吴 骡 (西华大学 机械工程与自动化学院，四川 成都 610039) 摘要：落料拉深复合模的凸凹模是模具工作时的主要受力部件。凸凹模零件的强度、刚度以及疲劳寿命校核是 模具设计时必须考虑的问题。在拉深件受力分析的基础上．建立了凸凹模的受力模型，通过对凸凹模零件进行 有限元分析，计算了该零件的应力、位移分布和疲劳寿命。分析结果显示：凸凹模在工作时，可能出现问题的 部位为拉深孔口处，出现的主要问题是凸凹模工作时孔口的磨损；而由于该零件在交变载荷作用下疲劳寿命较 大，孔口出现局部剥落的可能性小。 关键词：落料拉深复合模；有限元分析；强度校核；疲劳寿命 中图分类号：TG315．2：TBI15 文献标识码：A 0 引言 2．1 凸凹模零件有限元建模 拉深成形模在冲压生产过程中应用广泛，它不仅 通过对图2中的几何模型及凸凹模所受外力载荷 可以作为辅助的中问工序，也可以作为最终的成形工 的分析可知，要提高凸凹模在孔口处的计算精度，除 序。在拉深过程中，拉深凹模除受到压边力的作用外， 了采用高阶1O节点四面体网格单元划分网格外，还要 还受到板料成形时对孔口产生的压力和摩擦力，其受 在压料面和孑L口倒圆面处设置边缘密度，使该处的种 力情况较复杂，不能使用传统的分析方法来进行模具 子点较密，从而增大该处的网格分布密度。最终划分 关键零件的强度、刚度校核；而且模具在实际工作中， 的有限元网格如图3所示。 承受着交变载荷的作用，对于大批量生产，模具零件 的疲劳寿命问题也是一个十分重要的问题。 本文以落料拉深复合模的工作部件凸凹模为研究 对象，用分析板料拉深时作用在凸凹模上的力为边界 条件，采用有限元分析方法对凸凹模进行了分析，得 到了该零件的变形和应力分布状况，并在此基础上对 该零件的疲劳寿命作判断，从而使模具的设计更具科 学性和可靠性。 1 落料拉深复合模简介 落料拉深复合模的结构见图1，模具工作时，在同 一 位置首先对条料进行落料，然后进行拉深。凸凹模 的结构见图2，凸凹模工作部分的内、外直径和高度主 1一凸模垫板；2一凸模固定板；3，4一压边圈； 要取决于制件的形状尺寸，拉深凹模的圆角半径 过 5一凸凹模固定板；6一凸凹模；7一打料杆； 大会使毛坯过早脱离压边圈的作用，使板料在还未全 8一顶料板；9一上模座；lO一拉深凸模；1l一下模座 部被拉人凹模以前，由于切向压应力的作用而出现起 图1 落料拉深复合模 皱；若半径过小，板料在通过凹模边缘并沿着圆角部 2．2 外力栽荷边界条件的确定 分作滑动时，弯曲变形增大，从而使变形抗力提高，板 凸凹模在落料时起落料凸模的作用，而拉深时起 料加工硬化增大，造成拉深件在顶部的破坏。 拉深凹模作用。因为凸凹模在落料时受力较简单，且 2 凸凹模零件数值模拟建模 引起的变形小于拉深时的变形，所以主要考虑零件在 收稿日期：2009—05—15；修回日期：2009一IO一20 作者简介：金春凤(1974一)，女，江西薪建人，在读硕士研究生。 学兔兔 ·40·