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板材拉深坯料孔设计工艺技巧

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:板材拉深过程中坯料法兰部位通过冲头底部的小变形区和侧壁传力区成形出中空类零件。对于底部有孔的拉深件,可以在坯料的中部设置工艺孔来增加冲头底部板材的流动性,从而降低成形载荷。图6-145所示为15低碳钢板材拉深成形过程有限元模拟模型,其中板厚为2.4mm、直径为126mm,中间带孔的板材孔直径为11mm。在复杂零件的拉深成形中,也可通过坯料工艺孔来实现对金属流动的调整和控制。图6-150所示为具有工艺孔的车门内板拉深成形件。

板材拉深坯料孔设计工艺技巧

板材拉深过程中坯料法兰部位通过冲头底部的小变形区和侧壁传力区成形出中空类零件。对于底部有孔的拉深件,可以在坯料的中部设置工艺孔来增加冲头底部板材的流动性,从而降低成形载荷。但工艺孔的大小要合适,如果工艺孔太大,则会使拉深变形转变为翻边变形,无法成形拉深工件。

图6-145所示为15低碳钢板材拉深成形过程有限元模拟模型,其中板厚为2.4mm、直径为126mm,中间带孔的板材孔直径为11mm。拉深成形后两种坯料的厚度分布情况如图6-146所示,从图中可以看出,不带孔和带孔拉深件的最大减薄率相同。从图6-147中拉深件沿径向的位移分布可知带孔拉深件的孔径由11mm增加到15.2mm,这说明圆孔附近的金属有向径向流动的趋势。同时,从载荷曲线上可以看出有中心孔的板材拉深成形力要小于无中心孔的板材拉深,如图6-148所示。

在复杂零件的拉深成形中,也可通过坯料工艺孔来实现对金属流动的调整和控制。如图6-149所示的车门内板成形,该零件整体轮廓形状不规则,几何形状起伏较大,成形深度较大且不均匀,容易引起应力不均。图中④处所示区域,其面积增加完全依靠材料胀形变形实现,易产生破裂缺陷。为了解决拉深破裂缺陷,可加大侧壁倾角并放大该处底部圆角半径,减小拉深变形阻力,并在此区域附近的工艺补充部分设置工艺孔或工艺切口,使工艺补充部分的金属容易向四周流动,从而使工艺孔以外的毛坯受到的径向拉应力减小,侧壁部分成形时内部的材料可以得到一定的材料补充,减小胀形变形量。图6-150所示为具有工艺孔的车门内板拉深成形件。

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图6-145 带圆孔筒形件拉深

a)平板 b)中间带孔板

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图6-146 拉深后工件的厚度分布

a)平板 b)中间带孔板(www.xing528.com)

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图6-147 拉深沿径向位移分布情况

a)平板 b)中间带孔板

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图6-148 成形载荷的对比

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图6-149 车门内板结构特征图

①~③—零件转角 ④—下窗框转角 ⑤—凹槽 ⑥~⑧—门内板窗框合边面

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