冲压工艺及模具设计经典教材冲压工艺及模具设计第12章利用FASTFORM.ppt

图12.41 无凸缘筒形件首次拉伸 图12.42 用分析方法得到的结果 4. 有凸缘筒形拉伸件分析 在8.6节中，由常规计算方法得出有凸缘首次拉伸件尺寸，如图12.43所示。无压边圈分析结果如图12.44(a)所示，筒部和底部均为安全区，而凸缘和靠近凸缘的过渡圆弧部分有起皱倾向。有压边圈分析结果如图12.44(b)所示，由于压边圈的作用，使得有起皱倾向的部分减少，基本上分布在凸缘上，但筒部开始出现少量破裂倾向。 图12.43 凸缘首次拉伸件尺寸 (a) 无压边圈 (b) 有压边圈 图12.44 有凸缘筒形拉伸件不同拉伸条件 5. 无凸缘盒形制件的成形分析 无凸缘盒形制件的尺寸形状如图12.45所示。无压边圈分析结果如图12.46(a)所示，底部为安全区，四周直壁局部有起皱。有压边圈分析结果如图12.46(b)所示。由于压边圈的作用，使四周直壁局部起皱消失，仅有一定的起皱倾向。制件和毛坯的关系如图12.46(c)所示，毛坯尺寸形状如图12.46(d)所示。毛坯产生的格式为igs，可利用其直接产生数控加工刀具路径。 图12.45 无凸缘盒形制件的尺寸形状 (a) 无压边圈 (b) 有压边圈 图12.46 无凸缘盒形制件的不同拉伸条件 (c) 制件和毛坯 (d) 毛坯尺寸 图12.46 无凸缘盒形制件的不同拉伸条件(续) 6. 有凸缘盒形制件的成形分析 有凸缘盒形制件的尺寸形状如图12.47所示，经全部分析不用压边圈。第一个有凸缘盒形制件分析模型尺寸为直壁间圆角半径r1=4mm、底部圆角半径r2=3mm、凸缘圆角半径r3=4mm，分析结果及其成形极限图如图12.48(a)所示。从图中看出，在底面和两直壁交界处出现破裂，部分节点应力在成形极限曲线以外，凸缘有一定起皱倾向；第二个有凸缘盒形制件的尺寸为直壁间圆角半径r1=8mm、凸缘圆角半径r3=4mm，其他没有变化。分析结果如图12.48(b)所示，从图中看出，破裂位置移到两直壁交界过渡圆角中部，部分节点应力在变薄极限曲 线以外，凸缘有一定起皱倾向；第三个有凸缘盒形制件的尺寸为直壁间圆角半径r1=8mm、底部圆角半径r2=6mm、凸缘圆角半径r3=10mm。分析结果如图12.48(c)所示，从图中看出，破裂消失，全部节点应力在变薄极限曲线以内，但凸缘起皱倾向扩展到直壁中。制件和毛坯的关系如图12.48(d)所示，毛坯尺寸如图12.48(e)所示。 图12.47 有凸缘盒形制件尺寸形状 图12.48 有凸缘盒形制件 7. 基于FASTFORM分析的模具设计 马鞍形制件形状尺寸如图12.49所示，材料为Al 3003-0，厚度1.5mm。 (a) 制件 　　 (b) 制件形状尺寸 (c) 毛坯形状尺寸 图12.49 马鞍形制件 1) 拉伸边界条件 该制件在拉伸过程中受力变形情况比较复杂，并不是纯粹的拉伸。通过FASTFORM分析得知，制件的马鞍形中间受压缩，两端受拉伸，如图12.50所示。在受压缩部位处产生严重失稳。为此，尝试在分析模型中对应部位采用压边圈，压边力达54.67kN，对应的拉力为133.46N，分析结果如图12.51所 示。从结果中看出失稳状况有所改善，但并未消除，而所 施加的压边力已达最大值，压边力对失稳的抑制作用已达极限。再增用压料板装置，从上部对板料加压，试图从开始就对失稳进行抑制，压强达47.57MPa，总压力达275.3kN，分析结果如图12.53所示。无论从制件模型分析还是从制件成形极限图中都可看出，失稳基本上被抑制住了。 (a) 制件模型分析 (b) 制件成形极限图 图12.50 马鞍形制件分析结果 (a) 制件模型分析 (b) 制件成形极限图 图12.51 采用压边圈分析结果 (a) 制件模型分析 (b) 制件成形极限图 (c) 制件压边圈压料板边界 图12.52 采用压边圈加压料板分析结果 2) 模具结构设计 凸模、凹模设计。凸模、凹模与制件相接触的表面由制件相应的表面轮廓确定，如图12.53所示。但是，与上述拉伸制件在拉伸过程中所不同的是，马鞍形制件中间下凹部分是由平面形状逐渐变形成为下凹形状的，而所对应的凸模、凹模形状则是固定的。 (2) 压料