比较传统的压边力是常压边力的加载模式,但是这种压边力的加载模式比较适合筒形件的成型,对于一些形状比较复杂的零件,采用变压边力和分区压边力的加载模式往往更有利于板料的成形,而变压边力和分区压边力应用于简单零件的时候也可以进一步优化零件的成形质量。变压边力时指压边力随着拉深的进行,对它的大小进行一定的控制和变化。有一点可以肯定的是,工件在拉深过程中所需的压边力不会是固定不变的,所以如果能够确定压边力随着拉深进程的变化规律,就可以充分地改善板料的成形性能和产品质量[6]。分区压边力是指将压边装置分成两个或两个以上的区域,在每个区域上施加不同的压边力。这么做的原因是由于在拉深过程当中板料流动的不均匀性,导致了不同区域的板料所需的压边力是不相同的,往往变形越不均匀的形状复杂的零件,越有设置分区压边力的必要。分区压边力和变压边力甚至可以结合起来以进一步改善材料的成形性能[7]。而本文研究的是在深锥形零件上设置分区压边力是否可以进一步优化它的成形性能。

1.2国内外研究现状及存在的问题

1.3 本文主要内容

本文主要是研究在一个锥形零件拉深成形的过程中施加不同的压边力加载模式,并对他们的成形性能进行比较。本文先采用不同的常压边力对板料进行拉深,这样可以初步确定该零件成形的临界起皱压边力和临界拉裂压边力,压边力的变化范围也可以确定下来。然后依次采用单线段、两线段和三线段的压边力随时间变化的变压边力曲线进行拉深模拟分析。然后依次将压边圈划分为两个和三个闭环的分段压边圈,在上面施加不同的压边力以达到分区压边力的效果,并进行模拟分析。本文最后还从第一次的模拟中将临界起皱压边力和临界拉裂压边力的模拟结果提取出来进行板料的第二次拉深,由此来分析在初次拉深中由于压边力的不同会对第二次拉深造成怎样的影响。上述的这些都是本文的主要工作。

第二章有限元模型的建立

2.1Dynaform软件简介

Dynaform软件是美国的ETA公司和LSTC公司联合开发出的专业数值模拟软件,主要针对板料成型的数值模拟。该软件可以提供多种单元类型给板料成形模拟,以及上百种的常见冲压材料、模仿各种接触条件、布置拉延筋等等。该软件能够模拟各种冲压成形过程,可以得到厚向应变图、分布应力图、成形极限图和具有真实感的成形过程动画等等。软件的使用人员可以从模拟结果分析冲压零件的可成形性,判断冲压件的危险部位等等。

Dynaform软件主要分为前处理(Pre-processor)、求解器(Solver)和后处理器(Post-processor)三个部分。前处理主要用来将板料和模具的模型导入,然后设定相关的参数和模拟条件。求解器是用来对前处理所生成的模拟数据进行求解计算,输出各种模拟分析的结果。后处理可以将求解器输出的模拟分析结果用更加直观的图形展示给使用者,方便使用者的研究与分析[15]。

2.2深锥零件拉深方案

本文是以烧烤炉内板为例来分析压边力对深锥零件成形性能的影响,这个烧烤炉内板需要两次拉深,图2-1和图2-2是拉深后得到的产品,图2-3到2-8分别是拉深所需的模具、压边圈。

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