钢制汽车轮轮缘缩口成形有限元分析

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1、6DieandMouldTechnologyNo．42012文章编号：1001—4934(2012)04—0006—05钢制汽车轮轮缘缩口成形有限元分析郭福林，陈龙，王炯，薛克敏，费维柱(1．合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥230009；2．淮南矿业集团公司，安徽淮南232001)摘要：为了保证轮缘的成形质量，提高生产效率，通过分析轮缘的成形工艺，采用有限元数值模拟与试验相结合的方法，建立了缩口成形和终成形的有限元模型，分析了模具结构、成形速度和摩擦因数对缩口件周向应力、应变分布情况的影响。模拟结果表明，采用内外支撑缩口

2、模时，缩口件的周向应力应变值较大；随着成形速度的增加，周向应力应变先增加后减小；随着摩擦因数的增加，周向应变和应变的波动性随之增大。试验结果表明，有限元数值模拟发挥了较好的指导作用关键词：缩口；数值模拟；工艺参数中图分类号：TP391．7文献标识码：AFEAonautomobilesteelwheelflangeinneckingformingGUOFu-lin，CHENLong，WANGJiong，XUEKe-min，FEIWei-zhuAbstract：Inordertoguaranteethequalityofthefla

3、ngeandimprovetheproductioneffi—ciency，byanalyzingtheformingtechnologyoftheflangeandusingthemethodsofcombi-ningfiniteelementnumericalsimulationandexperiment，theneckingandfinalformingfiniteelementmodelwasestablishedandtheeffectsofthemouldstructure，deformationspeedandfr

4、ictionfactorsonthedistributionoftheshearstressandshearstrainwereana-lyzed．Thesimulationresultsshowedthatthevalueofthetangentialstressandtangentialstrainvaluewerelargerunderthefunctionoftheinternalandexternalsupportsmould．Withtheincreaseofdeformationspeed，tangentialst

5、ressandtangentialstrainsincreasedfirst，thendecreased．Withtheincreaseoffrictioncoefficient，theundulatorypropertyoftangentialstrainandthetangentialstrainwasgrowing．Theexperimentalresultsshowthatfiniteelementmodelactsanimportantroleofguiding．Keywords：necking；numericalsi

6、mulation；technologicalparameter0引言短生产周期、提高制件的力学性能等优点，在市场上具有广泛的应用前景Ⅲ。轮缘作为钢制车缩口工艺广泛应用于电子、电器、航空、军轮的重要组成部分，主要采用中厚壁的管坯进工、民用食品等诸多领域，具有节约原材料、缩行缩口成形，即将预先加工好的管状坯件，通过收稿日期：2012—04-11作者简介：郭福林(1987一)，男，硕士研究生。模具技术2012．No．47球头缩口模具将其口部缩小成形状的一种成形轮缘采用Q235，壁厚10mm，一390MPa，工艺]。轮缘在缩口成形过程中

7、，管坯的周向若采用内外支撑模具进行缩口成形，则其极限受较大压应力的作用，周向易出现失稳起皱等缩口系数为0．48～0．52[3]。为了保证缩口的顺缺陷，而此缺陷与管坯的成形速度、摩擦因数、利进行，同时便于模具的加工，可以根据变形前模具结构等因素有较大的关系_2]。实际生产后坯料体积相等的原理，兼考虑加工余量进行中，该零件的生产主要依赖工人的操作经验，一缩口件的设计[4]。图1(b，)即为根据轮缘体积设旦出现不合格零件，就需要对模具和工艺参数计的缩口件尺寸，其缩口系数K一0．79，过渡圆重新做出调整，这样易导致大量人力、财力等资弧半

8、径R一50mm。同理，根据缩口件的体积计源的浪费。为了保证轮缘的成形质量，分析其算管坯的几何尺寸，如图1(c)所示。根据缩口成形工艺，同时借助有限元仿真软件研究不同件的尺寸和轮缘尺寸，分别设计相应的缩口模工艺参数对缩口成形的影响规律，以便更好地指具和终成形模具。