基于DEFORM分析與正交試驗(yàn)法的薄板翻孔關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、廣泛應(yīng)用于自助服務(wù)設(shè)備的螺紋聯(lián)接薄板件上，常采用翻孔成形工藝。在實(shí)際生產(chǎn)制造過程中,翻孔成形的翻孔口處有高出的臺階狀疊起,造成攻絲后起毛刺,攻絲質(zhì)量不良。影響翻孔成形的因素涉及到金屬板材成形性能、預(yù)制孔、模具等諸多因素,其中預(yù)制孔的大小和凹模根部的圓角值、凸模根部的圓角值以及凸模頭部形狀與大小的模具因素,對實(shí)際工程應(yīng)用的影響又較大。當(dāng)今,往往采用在一定工程實(shí)驗(yàn)條件下的方式或數(shù)值仿真模擬的方法,研究其中某一二種因素的影響。而通過建立薄板翻

2、孔成形的數(shù)學(xué)模型,系統(tǒng)地分析研究預(yù)制孔和上述模具形狀諸因素相互間影響的則較少,同時考慮磨損對凸模的影響的則又少。因此,對翻孔成形所用模具形狀因素及其相互間影響的研究,具有較大的實(shí)際工程應(yīng)用價值。
　　本文首先建立翻孔數(shù)值仿真數(shù)學(xué)模型。根據(jù)影響翻孔成形的主要模具因素及薄板預(yù)制孔徑因素,使用PRO-E軟件建立3D模型,并導(dǎo)入DEFORM-3D軟件,建立數(shù)值仿真模擬的數(shù)學(xué)模型。使用點(diǎn)跟蹤方法,系統(tǒng)分析研究了薄板翻孔成形過程表面各點(diǎn)的應(yīng)力

3、應(yīng)變;并得出翻孔上沿口和翻孔下沿口附近的局部處的應(yīng)力應(yīng)變值明顯高于其它各處。分析得出了較優(yōu)的凸模頭形狀為圓弧形凸模,并以凸模圓弧形為模型參數(shù),進(jìn)一步優(yōu)化了薄板翻孔成形數(shù)值仿真數(shù)學(xué)模型。
　　利用優(yōu)化的薄板翻孔數(shù)值仿真數(shù)學(xué)模型,在使用DEFORM-3D軟件進(jìn)行數(shù)值仿真可獲得相關(guān)性數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用正交試驗(yàn)法安排規(guī)劃實(shí)驗(yàn),分析得出了各因素對翻孔質(zhì)量影響的大小主次順序?yàn)?凹模彎角半徑、工件的預(yù)制孔徑、凸模彎角半徑、凸模圓弧半徑;其中工件

4、的預(yù)制孔徑與凸模彎角半徑對其影響的程度相同。利用正交試驗(yàn)法分析優(yōu)選出一組較優(yōu)參數(shù)值:預(yù)制孔徑為1.45mm,凹模彎角半徑為0.4mm,凸模彎角半徑為0.4mm,凸模圓弧半徑5.1mm。
　　根據(jù)上述一組較優(yōu)參數(shù)數(shù)值,建立模具數(shù)值仿真模型,數(shù)值仿真分析了模具的應(yīng)力,以及耐磨壽命分析;并實(shí)際設(shè)計(jì)制作一套模具,搭建實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證表明依據(jù)較優(yōu)參數(shù)數(shù)值所設(shè)計(jì)制作的模具,實(shí)際翻孔成形的質(zhì)量以及攻絲質(zhì)量效果較先前好,完全能達(dá)到實(shí)際工程的