论文部分内容阅读
板料冲压成形广泛应用在汽车、电器、航空航天等工业部门,20世纪70年代以来,板料成形数值模拟技术得到了迅速发展,特别是随着计算机技术的飞速发展,板料成形数值模拟逐渐走向实用化阶段,改变了传统的板料冲压成形的设计过程。本文根据阶梯筒形件成形工艺特点,将阶梯筒形件的一次拉深成形分为两个阶段,一是初始阶段毛坯的受力情况类似于锥形件的拉深,此成形阶段过程中的变形毛坯分为五个区:即法兰区、凹模圆角区、位于凸、凹模间隙的悬空自由表面区、凸模圆角区、锥形底部区;二是成形的后期阶段毛坯的受力情况类似于胀形成形,变形区也可以分为五个区:法兰区、凹模圆角区、位于阶梯表面的胀形区、凸模圆角区、筒底区。并采用理论分析方法,全面地分析了几个重要区的变形和受力情况,确定了这些区的变形方式、变形特点、变形性质,揭示了阶梯筒形件的成形工艺特点,首次从变形力学理论的角度将阶梯筒形件的一次拉深成形过程分为两个阶段,为确定其一次拉深成形的规律奠定了基础。本文利用有限元模拟软件DYNAFROM分析了不同类型的压边圈对薄壁阶梯筒形件成形过程的影响规律,预测了采用不同类型压边圈时可能出现的成形缺陷如起皱和拉裂,获得了防止缺陷产生的合理压边圈形式,确定了合理的模具结构形式;分析了不同的润滑条件(摩擦系数)对薄板阶梯筒形件成形的影响,获得摩擦系数与薄板阶梯筒形件的拉深深度的关系;分析了阶梯筒形件成形过程中的不同阶段的应力应变分布、毛坯材料厚度变化情况,并获得了阶梯阶梯筒形件能一次拉深成形的条件。通过综合应用塑性力学理论、有限元数值模拟等手段成功地分析了阶梯筒形件成形工艺特点,获得了阶梯筒形拉深的合理工艺方案及阶梯筒形件一次拉深成形的规律,最后通过实验检验对此工艺方案及规律进行了验证,结果表明本文所提出的工艺方案及阶梯筒形件一次拉深成形规律是正确可靠的,能直接用于指导生产。