非回转对称拉深中法兰材料变形规律的研究

非回转对称拉深成形过程中 ,压料面上法兰材料是变形的主体 ,直接影响到拉深成形性。在大量试验及测量计算的基础上 ,分析了矩形盒件拉深过程中压料面上法兰各部分材料的变形规律 ;指出法兰曲边材料向直边流入所带来的变形缓和效应与应力分布及其应变成分比的共同作用 ,是使矩形盒局部拉深比显著增大的重要原因。     

矩形盒变压料方式拉深中应变路径的有限元分析

利用有限元方法模拟五种不同压料方式及压料力控制的矩形盒拉深过程.其中,曲边锥面压料拉深有利于法兰曲边材料向直边扩散,沿拉-压路径变形的质点变形量有所增大.平、曲面分块变压料力拉深降低法兰曲边变形抵抗,但质点应变轨迹控制效果不明显,可相应提高拉深成形性.直边设置拉延槛的矩形盒拉深可将质点变形轨迹基本控制在拉压变形区,缓解凸模转角断裂危险区内双拉变形状态,提高拉深成形极限的效果相对显著.     

非回转对称拉深变形规律的研究 ——薄板矩形盒形件拉深的形状特性

为了研究非回转对称成形中材料的变形规律及其成形性 ,根据薄板的矩形盒件 (3 6mm× 72mm)拉深实验 ,针对法兰特定部位进行了应力、应变解析。在此基础上 ,着重分析了法兰变形及直边部的变形缓和作用随形状特性的变化 ,指出rc/l2 为 0 1左右时 ,与正方形盒件相同可以获得较大的极限拉深高度。另外 ,根据rc/l2 适当地切除板坯的角部材料或调整板坯长短边变形尺寸 ,可以有效地减轻法兰曲边或短边的变形抵抗 ,从而相应地提高拉深极限。     

薄板矩形盒带拉延槛拉深的有限元分析

在薄板矩形盒拉深试验的基础上,进行压料面带拉延槛拉深的有限元模拟分析后指出,在压料面直边部设置相应的拉延槛,增大法兰直边的进料阻力并控制直边流入速度,可相应提高拉深成形极限。设置拉延槛后,使直边轴向拉深变形量增加,整体塑性变形充分,因而相对减轻法兰起皱趋势,并提高矩形盒的整体刚度和成形性。     

法兰为整体拉深的矩形盒成形应力分析

为了有效预测矩形盒拉深中的成形力和压料力，在拉深试验和有限元数值模拟的基础上，将法兰直边、曲边作为变形整体进行了应力应变分析。给出极限拉深时板坯下料以及拉深力和压料力的近似计算公式，为进一步开展试验、数值模拟和理论解析提供相应的参考资料。     

矩形盒在曲面压料面下拉深成形规律的有限元仿真

用有限元数值模拟的方法,模拟法兰曲边区域采用锥面压料面时,矩形盒的拉深成形过程,并且与平面压料时法兰在等效应变、主应变分布、拉深深度等方面进行了对比分析。结果证明,采用曲边锥面压料面时,矩形盒件的拉深成形性能得以改善,成形极限得到提高。最后对比分析了两种压料面形式下板坯所受的流动摩擦阻力,同样表明曲边采用锥面压料面时板坯更难拉裂。     

斜壁矩形盒件多点拉深成形的数值模拟

通过对斜壁矩形盒件多点拉深成形的有限元数值模拟,分析了成形过程中起皱与拉裂缺陷的产生,研究了四种不同压边力加载曲线即恒压边力、↘形压边力曲线、V形压边力曲线、■形压边力曲线对成形结果的影响。结果表明:斜壁矩形盒件在整个多点拉深成形过程中,在宽度方向的侧壁底部极易发生破裂缺陷,在法兰直边对称轴处起皱最严重;不同的压边力曲线对斜壁矩形盒件多点拉深最终成形结果的影响很大,其中■形状的压边力加载曲线最有利于斜壁矩形盒件的多点拉深成形。     

非回转对称拉深成形中压料面上摩擦的研究

在大量拉深试验的基础上,结合法兰、矩形盒底部产生的应力应变状态以及载荷的变化情况,分析了相对凸模半径较大的薄板非回转对称成形过程中,压料力对拉深载荷以致断裂载荷所产生的复杂影响。指出法兰曲边部的滑动摩擦因数对于成形过程中的压料力相当敏感,并且对法兰部和断裂危险部材料的应力应变状态产生直接影响。特别是在面压较高的成形后期,由于法兰部润滑效果恶化,导致拉深载荷增大、成形极限降低。     

矩形盒拉深时变压边力的数值模拟

建立了矩形盒拉深成形的三维仿真分析模型，并将其与实验结果进行了对比验证。在概述压边力在生产过程中的用途和意义的基础上，讨论了变压边力对薄板拉深成形过程的影响，利用DYNAFORM模拟软件研究了随拉深时间和压边圈位置变化的压边力对拉深成形质量的影响，得到了相应的数值模拟结果，为实际生产过程中合理调节压边力的大小提供了理论依据。研究表明，采用变压边力控制技术可以显著改善矩形盒的成形性能。     

矩形盒分块变压料力拉深的有限元分析

作为薄板非回转对称拉深成形系统研究的一部分,针对矩形盒拉深中压料力对成形性和成形极限的影响进行相应的实验和有限元模拟分析。研究表明,矩形盒分块变压料力拉深有助于提高拉深成形性和成形极限。但如何对压料板正确分块、分块衔接方式以及实现变压料力实时控制还需要做大量深入的基础研究工作。     

盒形件充液拉深成形工艺优化及试验研究

本文主要研究充液拉深成形技术在复杂异形长法兰类盒形件成形过程中的应用,首先对该类零件的材料进行了力学性能和成形性能测试分析,获取材料的成形极限,确定了充液拉深成形方案;建立了盒形件的有限元仿真模型,模拟了盒形件在充液拉深成形过程中材料的壁厚变化情况,通过成形缺陷分析对关键工艺参数低压充液时间TLP、整形时间TIP、最大压边力Fmax、液体流速Vel％,最大成形力Pmax及时效时间Tw等进行了重新设计,并通过数值模拟和试验验证相结合的方法优化了工艺参数;最终,完成了盒形件充液拉深成形流程再造,确定出最优的工艺参数,并成功实现盒形件的充液拉深成形,使其制造效率和产品质量大幅提升,为低塑性、难变形材料盒形件的批量制造奠定了工艺基础.     

非回转对称拉深中材料流动变形规律的研究

作为非回转对称拉深系统研究的一部分,根据矩形盒件拉深中网格变形的测量结果,分析了压料面和盒底面材料的流动变位及其规律。指出了凸缘周向压缩变形与径向拉伸变形不成比例,曲边部流动变形不连续,盒底面短轴上产生与拉深力作用方向相反的塑性流动等变形现象是与圆筒拉深变形的最大区别,同时也是非对称成形有限元计算试验所必须认识和掌握的基本关键点。试验表明,如果根据材料流动规律合理地实施规范化局部润滑,可使大型覆盖件拉深成形极限进一步提高。     

基于Dynaform仿真拉深成形过程参数研究

应用Dynaform仿真软件对金属板料进行了拉深过程的模拟分析,得到了压边力、拉深速度和摩擦系数对于拉深过程中板料成形速度的影响。板料成形速度决定拉深质量,在成形过程中压边力和拉深速度是可控参数,摩擦系数是在一定条件下可以干预控制的参数,同时是多参数共同作用的表现,对成形质量和模具寿命影响较大。影响摩擦系数的主要因素除材料外,还有压边力、拉深速度及润滑状态,成形速度是影响润滑状态的关键因素。     

矩形拉深件材料流动变形规律的有限元分析

用有限元模拟矩形盒拉深成形过程并剖析拉深中材料流动变形规律。选用更接近拉深过程本质的动力显式算法和效率更高的壳单元来模拟非回转对称体的成形过程。实验验证了矩形盒成形有限元模拟结果的可靠性。     

浅成形零件的模具设计

浅成形是通过拉深使工件局部凹陷或凸起的一种加工方法。浅成形零件的压制深度T一般都等于或小于板料厚度S。浅成形零件也可以看成是具有很宽法兰的U形拉深零件。由于其法兰很宽，而局部凹陷或凸起的深度很浅，在成形时法兰部分基本不产生材料的塑性流动，主要依靠凹陷或凸起部分材料的延伸变形来成形工件。     

盒形件拉深角部变形区的应力解析

盒形件拉深主要变形区集中在盒形件角部的法兰和凹模圆角部位。根据盒形件拉深的特点，假设盒形件圆角区剪应力零线与圆筒形拉深件的变形规律相同，通过理论推导得到了盒形件角部变形区法兰和凹模圆角处的应力解析表达式，为定量研究盒形件拉深成形提供了理论依据。     

薄板矩形盒拉深试验及应力分析

利用法兰曲边当量半径的简化方法对矩形盒拉深中的直边和曲边侧壁部拉入方向的应力分布进行了分析和计算，其结果与试验和有限元计算结果基本吻合。指出矩形盒短边侧壁拉深方向的应力值较大，沿凹模入口线上，角部拉入应力最大，直边部径向应力在零上下波动，凹模入口线附近局部区域存在法向压缩变形倾向。     

平面应力条件下轴对称拉深成形法兰区起皱和破裂分析

分别采用平面应力和平面应变假设条件,对轴对称拉深成形法兰区的应力分布进行了分析比较,两种情况下的径向应力计算值相差较小,但周向应力计算值相差较大。有限元模拟表明,平面应力条件下得到的解析结果与模拟值非常接近,表明平面应力假设条件比平面应变假设条件更接近于实际情况。在平面应力条件下,建立了轴对称成形法兰区起皱失稳条件和圆筒形件破裂失稳条件,导出了临界压边力的计算式。对于某一具体的拉深成形问题,计算得到了临界压边力与拉深位置的关系曲线。分析结果有助于进一步认识拉深成形各变形区的变形特点,建立更符合实际的起皱、破裂准则,预测成形缺陷及临界压边力。     

仪表壳矩形件落料——拉深复合模

仪表壳是仪表装置中的零件之一,其形状及尺寸如图1所示,材料为10优质碳素结构钢。矩形件的成形,一般都是采用拉深工艺,但拉深时矩形工件的变形不均匀,即圆角部分变形大,直边部分变形小。也就是说在拉深过程中,圆角部分和直边部分存在相互的影响,影响程度因矩形件的形状而不同。在工艺上,需要通过核算角部拉深变形程度,确定拉深工序次数。     

曲面形零件的拉深成形

曲面形状零件是指那些非平底、非直壁零件,包括有:球面形状零件、抛物面形状零件、锥形零件以及诸如汽车覆盖件一类的零件。这类零件在拉深成形时,整个坯料都是变形区,因为它不仅要求其外法兰部分产生拉深时相同的变形,而且还要求其中间部分由平面变成曲面或斜面,也成为了变形区,因此,可以说曲面零件成形是拉深和胀形两种变形方式的复合。 曲面形状零件拉深成形后实测变形数值如图1所示。图1a是电动喇叭罩变形分布示意(材料为08