带凸缘筒形件拉深工艺数值模拟和模具设计.pdf

文章编 号 ：1672—0121(2015)04-0061-03 带 凸缘 筒形件 的拉深工艺数值模 拟及模 具设计 王仙萌 (西安航 空职业技术学 院，陕西 西安 710089) 摘要 ：本文 以宽 凸缘筒形件为研 究对象 ，研 究 了板料拉深成形过程 中凸模 圆角半径对材料减 薄率 的影响 和不 同压边力对拉深件质量 的影响，并且得到 了工件成形极限图，最终设计 出一副合理 的倒装复合模结构 。 关键词 ：冲压工艺 ；宽 凸缘筒形件 ；拉深 ；数值模拟 ；模 具设计 中图分 类号 ：TG386．1 文献标 识码 ：A DOI：10．16316／j．issn．1672-0121．2015．04．021 0 引言 2 有 限元模 型建-O,r及 参数 设定 带 凸缘筒形件和无 凸缘筒形件 的拉深变形过程 由于研究对象是轴对称 的圆筒形拉深件 ，故采 相 同，但带 凸缘筒形件拉深 时 凸缘材料没有完全转 用 Deform一2D 软件 进 行 拉 深 成 形模 拟 分 析 ，为 提 移到筒壁 ，因而其拉深工艺计算方法与无 凸缘筒形 高计算效率 ，采用 1／2的简化模拟模 型 ，如 图 2所 件有一定差别 。凸缘根据尺寸大小分为 宽 凸缘 (凸缘 示 。建模时把 凸模 、凹模和压边 圈 直径 ／筒形直径 d1．4)和窄 凸缘 (@／d=1．1～1．4)两 设置为 刚性模 型 ，坯料设置为塑 种类 型 l1『。宽 凸缘筒形件拉深在冲压生产工艺 中被认 性 ，并 划分 7000个 网格 ，凸模下 为是一大难点 ，由于拉深过程 中主要变形 区凸缘 区 行速度为 5mm／s。假设不考虑成形 域 的材料受到径 向拉应力和切 向压应力 的共 同作 过程 中的温度 效应 ，润滑 良好 ，凸 用 ，金属流动不均匀 ，工件 口部 易起皱 ，严重影 响 冲 模 与 板 料 的剪 切 摩 擦 系 数 为 压件质量 。处于筒壁与筒底 的过渡变形 区域 ，材料严 0．12，压边 圈与板料 间的库仑摩擦 重变薄 ，产生拉裂甚至 “掉底 ”现象 。因此采用合理 的模 图2 拉深模拟模型 系数为 0．08。 具结构和优化 的工艺参数成为拉深成形 的关键 2_3I。 3 模 拟结 果分 析 1 拉 深工 艺分 析 3．1 材料减薄率分析 如 图 1所示零件 ，材料 08钢 ，厚度 t=1．5mm。因 图 3所示为零件成形结束后厚度示意 图。可 以 d／／d1．4(d，=50mm，d=16．5mm)，属于宽凸缘筒形件 ， 看 出，成形过程 中 ，凸缘位置零 经过计算 ，毛坯直径 D=54mm，毛坯相对厚度 t／D= 件 的厚度几乎不变 ，零件 厚度 1．5／54x100=2．7，从 而判 断零件可一次拉深成形 。工 变化最剧烈 的区域位于筒壁传 件 底 部 和 口部 的 圆角半径 均 为 R=1．5ram，偏 小 ，故 力 区和 底部 圆角 区之 间 的过 渡 应在拉深成形后 ，另加一道整形工序确保零件尺寸 区域 ，经测量 ，该 区域板料 的厚 精 度 。 度 由 1．5ram 减少 到 1．14mm，板 料 壁 厚 最大 减 薄率 达 24％。根