方盒形体拉深成形中起皱与破裂问题的机理研究.pdf

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1、·38·方盒形体拉深成形中起皱与破裂问题的机理研究半王银芝(西华大学机械工程与自动化学院，四川成都610039)摘要：针对方盒形体在拉深成形过程中易出现起皱、破裂等缺陷的问题，对其产生机理进行了分析研究。利用Dynaform对方盒件拉深过程进行了数值模拟研究，验证了理论分析的正确I}生，最后提出了起皱与破裂的预防措施。关键词：方盒体拉深起皱破裂中图分类号：TG301文献标识码：A文章编号：1002—6886(2011)03—0038—02ResearchonWrinklingandFractureofRectangularCase’sFormingWANGYinzhiAbstra

2、ct：Aimedatproblemsthatwrinklingandcrackliedintheformingfortherectangularcase．wrinklingandfractureofrec—tangularease’sformingwerediscusseddeeply．theprogramDynaformwasusedtosimulatethedraftingprocessoftherectangularcasetooptimizeformingprocess，andtheconclusionwasverifiedcorrectly．Andtheprevensi

3、onmeasuresaboutwrinklingandfracturewereproposed．Keywords：rectangularcase；drawing；~winkling；fracture角部分近似圆筒形件拉深，直边部分近似板材弯曲。图l0引言为方盒形体在拉深过程中的应力状态，图中一压应力；方盒形件作为典型的非轴对称拉深件，在拉深成形一，拉应力。选取5个特殊点作为研究对象。其变形区的过程中，其变形区主要集中在毛坯的法兰区，方盒形体底应力状态分别为：部和侧壁主要为传力区。在法兰区板料主要受到切向压(1)平面法兰区应力作用，有可能出现失稳现象(起皱)。由于压边力、凹该区为方

4、盒形体拉深过程中的主要变形区。在拉深模圆角半径等因素的影响，在方盒形体的底部与侧壁相交过程中，法兰区部分产生了径向拉应力or和切向压应力处也可能会出现破裂现象。通常近似地认为，变形区主要不考虑压边作用，板料厚度方向不存在应力。对于法由四个直边和四个圆角部分组成。圆角部分相当于圆筒兰区的A点和E点而言，虽然所受应力性质一致，但是E形件的拉深，而直边相当于弯曲变形⋯。由于板材为一整点位于圆角区域，所受的压应力和拉应力最大，变形也最体，直边与圆角部分必然相互牵连与作用，使得变形过程大。压应力愈大，产生起皱的趋势也愈大，所以该区域为非常复杂。究其原因在于变形区的径向拉应力沿盒形体易起皱区

5、域。另一方面，由于接触凹模圆角的一侧还受到周边分布的不均匀性造成的，往往会出现各种形式的起弯曲压力，且凹模圆角半径愈小，则弯曲变形愈大。当凹皱、壁厚严重不均等缺陷，严重时可能造成拉深件在靠近模圆角半径小到一定数值时，就会出现拉裂现象。所以在凹模圆角处产生壁裂或凸模圆角处产生底裂。方盒形体拉深中拉裂往往产生在圆角处，即图中E点附目前，对方盒形体破裂与起皱的研究越来越受到人近区域。相对与圆筒件拉深而言，由于方盒形体的圆角部们的重视，并且已经取得了一成果，研究方法主要采用分变形时，材料必然要向直边流动，减小了起皱的趋势，故实验法、理论解析法和有限元数值模拟法进行。但对盒形拉深系数相应较

6、小，极限变形程度可相应增大。相对弯曲件破裂与起皱的根本问题——成形机理的理论研究则显而言，由于直边部分的材料必然要受挤压，直边部分在拉得不足。本文针对方盒形件拉深成形中的起皱和破裂缺深时并不是单纯弯曲，特别是靠近圆角部分更是如此，故陷问题进行了深入的理论分析，以对后继的丁件设计、工板料厚度的减薄小一些。艺计算及优化提供一定的理沦参考和计算依据。(2)筒壁部分1方盒形体失稳起皱与拉裂机理该区为传力区，即图1中B点所示位置。主要承受凸模传来的拉应力作用。变形是单向受拉，厚度变薄。1．1失稳起皱与拉裂机理分析(3)转角侧壁底部与上基本体相切处盒形件可以看成由直边部分和转角两部分组成。转

7、·39·该区(图1角半径大小、压边力大小及摩擦系数等：其中毛坯材料通中D)承受盒形常是由工件本身的技术要求所决定的，冈此，在制定拉深体侧壁传来的工艺进行生产时，为了防止：严重变薄、拉裂，一般采取拉应力，并且受以下措施，以预防起皱与拉裂到凸模在厚度(1)采用的合理压边力方向上的压力。目前压边力fl~,Dtl压方式有_二种：恒定压边力、线性压在拉、压应力的边力和理想压边力。其巾理想边力技术很难实现，恒综合作用下，使定压边力相对线性压边力来说，防止起皱和拉裂的效果要这部分材料变好些。此