变压边力拉深工艺的研究

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1、山东大学硕士学位论文变压边力拉深工艺的研究摘要将毛坯通过模具制成开口空心零件的冲压工艺方法称之为拉深。起皱和拉裂是板料拉深成形中的主要障碍。影响板料拉深成形的因素很多，如压边力的变化、凸模拉深力及速度的变化、模具结构、润滑剂、材料特性等。压边力(Blankholderforce，简作BHF)是板料成形过程中的一个重要工艺参数。压边力的主要作用是用来产生摩擦阻力，以增加板料中的拉应力，控制材料的流动，使拉深过程中工件既不起皱，也不拉裂。所以适当的压边力对拉深工艺来说是非常重要的。在板料冲压成形领域中，曲面形零

2、件占有相当大的比例。圆锥形零件是曲面类零件中较为典型的零件，对其冲压成形过程的研究是进行曲面类零件研究的基础。本课题主要是通过有限元法进行模拟分析研究圆锥形件拉深成形过程中，压边力对工件的影响，以及探讨实现板料超低拉深系数的拉深，提高拉深工件质量的压边力变化规律，并通过试验进行验证。通过系统地分析圆锥形件拉深成形机理，建立板料拉深成形的有限元模型。分别设置不同的恒压边力和变压边力，综合考虑拉深过程中各种因素如摩擦系数、模具参数、冲模速度等对拉深成形的影响，应用板料成形专用软件包LS．DYNA3D软件对板料拉

3、深过程进行有限元模拟，模拟结束后在后处理中观察结果，并可对极限拉深高度、厚度分布、应力应变、成形极限图等进行分析．模拟分析表明，恒压边力下的拉深，极限拉深高度只有42mm左右，且成形力较大；凸模圆角处壁厚减薄率为28％左右；拉深方向上的最大拉应力接近600KPa，压应力也相对较大。面通过设置合理的变压边力控制曲线，可以消除成形过程中起皱和破裂等缺陷，获得比在恒压边力条件下更高的成形极限，极限拉深高度接近50ram：凸模圆角处的壁厚减薄率低于25％，且零件厚度分布较均匀；拉深方向上的拉应力和压应力均小于恒压边

4、力下的拉深；并且可以使最大成形力降至28．2KN。这表明改山东大学硕士学位论文变压边力控制模式可以很好的改善材料的流动和分布，使成形件壁厚更加均匀，获得比在恒压边力条件下更高的极限成形深度，利于充分发挥板料的成形性能拉深出形状复杂的零件。本课题还对模拟结果进行了试验验证，试验采用厚度为0．8mm的超深冲Ⅲ钢板拉深一圆锥形件，结果表明采用变压边力控制方法有利于降低拉深系数，提高拉深成形的表面质量，还可减少工件起皱和拉裂的机率。模拟结果的规律与试验结果一致。关键词：板料成形；压边力；拉深；数值模拟Il山东大学硕

5、士学位论文OnVariableBHFDeepDrawingProcessAbstractDeep-drawingisacommonsheetmetalformingmethodtoproduceallOpellhollowpartswimpunchanddies．Wrinkl崦andfracturearcthemainobstaclesinsheetmetalforming．Thereare∞manyfactorsaffectingqualitiesofde印-drawingparts，such鹊blank

6、holdingforce(m-IF)，theformingforceandspeedofptmehdie，diestructure，lubricant，materialperformance，andSOOnBI-IFisallimportanttechnicalparameterinsheetmetalforming,itsmainfunctionisbringingfrietiort,increasingpulledstressofsheetmetal，controllingmaterialflowing

7、，avoidingwrinldingandfracture．So锄adequateblankholdingforce03m。)isimportantforasuccessfuldeep-drawingprocessofsteelsheets．Conicalpart．atypicalpartwitlleurvilinearsurfaceisinlargeproportiontodeepdrawingproduetiort,thereforeitisnecessarytostudythefomaingchara

8、cteristicofconicalpart，toanalyzetheinfluenceofdifferentparametersonitsforminglimit,andtodefinereasonableblankholdingforce@m9．Byusingnumericalsimulationandexperimentanalysis，theinfluencelawofBI-IF0111conicalpa