圓錐形件拉深成形起皺分析及徑向分塊壓邊工藝研究.pdf

1、拉深成形是板材的基本變形方式之一，拉深零件主要可以分為直壁類(lèi)拉深制件和曲面類(lèi)拉深制件，圓錐形件是典型的曲面類(lèi)拉深制件，在工業(yè)上的應(yīng)用廣泛。圓錐形件成形過(guò)程的變形方式一般包含壓縮類(lèi)的拉深成形和伸長(zhǎng)類(lèi)的脹形成形，其成形過(guò)程非常復(fù)雜。因此，結(jié)合新的壓邊方法對(duì)該類(lèi)拉深制件的成形進(jìn)行深入研究是有實(shí)際意義的。
　　以圓錐形件為研究對(duì)象，采用徑向分塊壓邊方法，分別在法蘭區(qū)和懸空側(cè)壁區(qū)對(duì)板坯進(jìn)行壓邊，主要對(duì)成形過(guò)程中的起皺問(wèn)題進(jìn)行研究。采用理論分

2、析、有限元模擬以及實(shí)驗(yàn)研究等方法對(duì)成形規(guī)律進(jìn)行研究，并探求提高成形極限的工藝方法。
　　首先，分析圓錐形拉深制件成形過(guò)程，采用能量法分析了法蘭區(qū)及懸空側(cè)壁區(qū)的失穩(wěn)條件，總結(jié)法蘭區(qū)及懸空側(cè)壁區(qū)起皺失穩(wěn)原因。提出了在法蘭區(qū)采用徑向分塊壓邊和在懸空側(cè)壁區(qū)采用環(huán)形壓邊圈壓邊的復(fù)合壓邊方法，合理分配各個(gè)區(qū)域的壓邊力，可同時(shí)控制法蘭區(qū)和懸空側(cè)壁區(qū)板材的起皺趨勢(shì)，優(yōu)化工藝過(guò)程。
　　然后，對(duì)在法蘭區(qū)分別采用整體壓邊和徑向分塊壓邊的兩種拉深

3、工藝進(jìn)行有限元模擬。結(jié)果表明，徑向分塊壓邊方法比傳統(tǒng)的整體壓邊方法能夠更有效地抑制法蘭區(qū)起皺和懸空側(cè)壁區(qū)起皺。對(duì)于直徑為185mm的鍍鋅板板坯，在法蘭區(qū)徑向分塊壓邊條件下拉深制件的成形極限為32.95mm，比傳統(tǒng)的法蘭區(qū)整體壓邊工藝提高了至少12.4％，法蘭區(qū)臨界壓邊力降低了至少24%。
　　其次，對(duì)圓錐形件在復(fù)合壓邊工藝條件下的拉深成形過(guò)程進(jìn)行了有限元模擬，即對(duì)法蘭區(qū)和懸空側(cè)壁區(qū)同時(shí)進(jìn)行壓邊。對(duì)于直徑為185mm的鍍鋅板板坯，在

4、法蘭區(qū)采用徑向分塊壓邊，在懸空側(cè)壁區(qū)采用楔形壓邊圈壓邊的復(fù)合壓邊條件下，拉深制件的成形極限為35.00mm，比傳統(tǒng)的法蘭區(qū)整體壓邊工藝提高了至少19.4%。
　　最后，設(shè)計(jì)制造了圓錐形件法蘭區(qū)徑向分塊壓邊的拉深成形實(shí)驗(yàn)?zāi)＞卟⑦M(jìn)行了法蘭區(qū)徑向分塊壓邊拉深實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，徑向分塊壓邊方法能夠更有效抑制法蘭區(qū)起皺并影響懸空側(cè)壁區(qū)起皺。對(duì)于直徑為185mm的鍍鋅板板坯，采用法蘭區(qū)徑向分塊壓邊方法時(shí)，與法蘭區(qū)整體壓邊相比，提高成形極限至