拉延筋优化设计学士学位论文

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1、南昌航空大学科技学院学士学位论文拉延筋优化设计学士学位论文目录第一章绪论21.1引言21.2拉延筋的工作原理、作用及基本结构形式21.2.1拉延筋的工作原理21.2.2拉延筋的作用31.2.3拉延筋的基本结构形式31.3关于拉延筋的国内外研究动态41.3.1关于拉延筋的国内外研究现状41.3.2拉延筋研究的发展趋势71.4课题来源及本文研究的主要内容8第二章拉延筋布置及对板料成形质量的影响研究92.1引言92.2拉延筋布置数值仿真试验92.2.1方形盒成形特点及数值仿真模型的建立92.2.2数值仿真过程各参数的设置122.2.3成形品质的描述13

2、2.2.4等效拉延筋模型142.3拉延筋的布置形式及位置对板料成形质量的影响研究152.3.1数值仿真试验方案设计152.3.2试验结果分析172.4不同角度的斜拉延筋设置对板料成形质量的影响研究192.4.1数值仿真试验方案设计192.4.2试验结果分析202.5本章小结21第三章优化设计实例223.1拉延筋几何参数优化设计实例223.1.1数值仿真模型与真实拉延筋模型223.1.2拉延筋试验设计方案及仿真参数263.1.3试验结果分析283.2本章小结32结论33参考文献35致谢36第36页共36页南昌航空大学科技学院学士学位论文第一章绪论1

3、.1引言拉延筋在大型薄板拉深成形过程中占有非常重要的地位。这是由于在拉深成形过程中，毛坯的成形需要一定大小且沿周边适当分布的拉力，这种拉力来自冲压设备的作用力、法兰部分毛坯的变形抗力和压料面的作用力。而压料面的作用力只靠在压边力作用下模具和材料之间的摩擦力往往是不够的，需要在压料面上设置能产生很大阻力的拉延筋以满足毛坯塑性变形和塑性流动的要求。同时，利用拉延筋可以在较大范围里控制变形区毛坯的变形大小和变形分布，抑制破裂、起皱、回弹等多种拉深成形质量问题的产生。可以说，在很多情况下，拉延筋设置是否合理甚至决定着冲压成形的成败。因此，拉延筋设计是大型

4、薄板拉深成形模具设计的关键技术。在拉深工艺设计时，工程师必须考虑是否需要布置拉延筋、拉延筋布置形式以及几何参数怎样确定等问题。1.2拉延筋的工作原理、作用及基本结构形式1.2.1拉延筋的工作原理拉延筋作为一种改善成形性能的有效手段，其作用机理如图1.1所示。图1.1拉延筋作用机理示意图图中，Rb为凸筋圆角半径，Rg为凹筋圆角半径。当板料流过拉延筋时，会在A点、C点、E点附近发生弯曲变形，在B点、D点、F第36页共36页南昌航空大学科技学院学士学位论文点附近发生反弯曲变形，反复的弯曲和反弯曲变形所产生的变形抗力即为拉延筋的变形阻力。同时,当板料在A

5、B、CD、EF段上滑动时,会因摩擦而产生摩擦阻力。拉延筋的变形阻力和摩擦阻力之和即为拉延筋阻力。1.2.2拉延筋的作用（1）增大进料阻力。压料面上的毛坯在通过拉延筋时要经过多次弯曲与反弯曲，使毛坯向凹模内流动的阻力大大增加，也使凹模内部的毛坯在较大的拉力作用下产生较大的塑性变形，从而提高覆盖件的刚度和减少由于变形不足而产生的回弹、松弛、扭曲、波纹及收缩等，防止拉深成形时悬空部位的起皱和畸变。（2）调节进料阻力的分布和大小。通过改变压料面上不同部位拉延筋的参数，可以改变不同部位的进料阻力的分布和大小，从而控制压料面上各部位材料向凹模内流动的速度和进

6、料量，调节拉深件各变形区的拉力及其分布，使各变形区按需要的变形方式、变形程度而变形。（3）降低对压料面的要求。压料面上设置拉延筋时，相对减小了压料面对进料阻力的影响，可降低对压料面粗糙度的要求，减少拉延模制造的工作量。同时，拉延筋的存在可以减小压边力，减小凹模压料面和压边圈压料面的磨损，提高模具寿命。（4）由于拉延筋能够产生相当大的阻力，降低了对压边力的要求，容易调节到拉深成形所需的进料阻力分布，同时降低了对模具刚度、设备吨位的要求。（5）拉延筋外侧已经起皱的板料通过拉延筋时可得到一定程度的矫平。1.2.3拉延筋的基本结构形式根据实际应用中的分布

7、情况可将拉延筋分为单筋和重筋两大类。根据拉延筋本身的断面形状又可分为半圆筋，矩形筋，三角筋和拉深槛等，如图1.2所示。半圆形单筋适用于法兰流入量大时的拉深，修磨容易，便于调节拉延筋阻力。半圆形重筋适用于法兰流入量很大时的深拉深。为了控制筋的磨损，可加大筋槽圆角半径。但随着筋槽圆角半径的增加，拉延筋阻力减小，此时可以用增加筋的条数来弥补。矩形筋适用于法兰流入量少时的拉深或胀形，与半圆筋相比,矩形筋能提供更强的拉延筋阻力。拉深槛适用于法兰流入量少时的拉深或胀形。在同样的圆角半径和高度下，拉深槛比矩形筋的拉延筋阻力要小，材料利用率较高。第36页共36页

8、南昌航空大学科技学院学士学位论文三角形筋一般用于胀形场合，为了抑制筋的磨损，材料完全没有流入。拉延筋比拉深槛在采用的数量、形式及调节阻力