單邊不同約束條件與盒形件成形極限關(guān)系的研究.pdf

1、矩形臺盆是生活中常見的盒形件，帶操作臺面板的單槽矩形臺盆是矩形臺盆常見的一種。操作臺面板，即盒形件的法蘭長邊，其介入使這類盒形件的成形與傳統(tǒng)簡單的盒形件成形存在了差異，盒形件的拉深極限也隨著法蘭邊長長度變化而發(fā)生變化。掌握兩者之間的變化關(guān)系，可為同類盒形件的外形尺寸設(shè)計提供指導(dǎo)意義。本論文為此探討法蘭邊長長度與盒形件拉深極限兩者的變化關(guān)系，進行如下的研究:
　　 1.為了探討盒形件拉深極限與法蘭邊長的關(guān)系，提出了約束概念，分別定

2、義以下五個概念:有約束、無約束、單邊約束、單邊約束度及單邊變約束度;并建立單邊約束盒形件的研究模型如下:單邊約束盒形件的三條法蘭邊長度相等為L,且長度小于第四邊法蘭邊長度X,即L1=L2=L3=L＜ X。
　　 2.為了分析在單邊不同約束情況下盒形件的變形特點及材料流動分析，對研究模型的水平及垂直方向進行取點研究其材料流動量，得到在不同摩擦因素條件下，法蘭短邊方向上向圓角區(qū)域流動的材料量大于法蘭長邊向圓角區(qū)域流動的量，而隨摩擦因

3、數(shù)的增大，這種趨勢呈增加的態(tài)勢;在不同壓邊力因素條件下，水平法蘭短邊與垂直法蘭短邊的流入量之差在過小和過大壓邊力下都小于0。
　　 3.為了分析單邊不同約束情況下盒形件成形極限的影響因素，選擇了四類工藝參數(shù)（毛坯幾何參數(shù)、材料性能參數(shù)、模具幾何參數(shù)、沖壓工藝參數(shù)）進行詳細分析。其中采用了有限元逆、正向結(jié)合方法對單邊約束盒形件進行了毛坯優(yōu)化工作，通過反向求得毛坯初始形狀后，利用正向模擬修正毛坯形狀，有利于提高拉深極限高度和材料利用

4、率。
　　 4.為了研究不同單邊約束度與盒形件拉深極限的關(guān)系，設(shè)定法蘭短邊長度為一定值，采用了正交試驗方法得出每一個特定法蘭長邊對應(yīng)較優(yōu)的盒形件拉深極限高度。試驗過程采用Dynaform數(shù)值模擬軟件進行模擬，模擬過程中綜合考慮了摩擦系數(shù)、單位壓邊力、凸凹模間隙及凹模圓角半徑四個重要工藝參數(shù)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在約束度范圍為1至4時，盒形件的拉深極限隨著單邊約束的增大出現(xiàn)明顯單一的遞減趨勢。單邊約束度范圍為4至6時，拉深極限高度幾乎持

5、平，有微弱遞減趨勢。
　　 5.為了研究單邊變約束度與盒形件拉深極限高度的關(guān)系，設(shè)定盒形件拉深高度要求為180mm，針對三個不同法蘭短邊長度的盒形件，同樣采用了正交試驗方法進行試驗設(shè)計，運用數(shù)值模擬軟件進行成形模擬。通過試驗獲得三類盒形件的相應(yīng)最大法蘭長邊長度都為375mm，單邊變約束度Wc分別為12.5，6.25，4.1667。對于同類型的單槽矩形臺盆，可以參考試驗得到的單邊變約束度進行臺盆的外形尺寸設(shè)計，減少加工工序，降低生