中文--拉深模设计中拉深壁起皱的分析(编辑修改稿)

中文--拉深模设计中拉深壁起皱的分析(编辑修改稿)内容摘要：

图 4 和图 5 的曲线所示，三次不同凸模间隙的拉深模拟，沿 M—— N 截面的相同拉深高度处的 β值。 从图 5可以看出，在 3次模拟 中位于拉深壁的拐角处起皱比较严重，在拉深壁的中间起皱比较弱。 还可以看出，凸模间隙越大，比值 β就越大。 因此，增加凸模间隙将可能增加带有斜度的方形盒件在拉深壁处起皱的可能性。 众所周知，增加压边力可以帮助削弱拉深过程中发生的褶皱。 为了研究增加压边力的影响，采用凸模间隙为 50mm，不同的压边力数值来对有斜度的方形盒进行拉深起皱的模拟。 压边力从 100KN增加到 600KN，以提供压边力。 其他模拟条件和先前的规定保持一致（在模拟当中采用了 300KN的压边力）。 5 模拟结果表明：增加压边力并不能消除拉深壁处起皱现象的发生。 如图 4所示，在 M—— N截面处的 β值，和压边力分别为 100KN、 600KN的拉深相比较，模拟结果指出，在 M—— N截面处的 β值都是相同的。 为了分析两次不同压边力时出现起皱的不同，从拉深壁顶部到直线 M—— N 处，对 5 处不同高度截面进行了分析，如图 4 所示，图 6 给出了所有情况的曲线。 从图 6可以看出，几种情况截面处的波度是相似的。 这就证明压边力与有斜度的方形盒件拉深中的起皱现象无关，因为褶皱的形成主要是由于拉深壁处大面积无支撑区域存在较大的横断面压力，所以压边 力并不影响凸模顶部与凹模肩部之间的制件形状的不稳定状况。 距离（ mm） 图 5 对于不同凸模间隙在 M—— N截面处的 β值 图 6 在不同的压边力状态下，拉深壁不同高度处的横断面线。 (a)100KN.(b)600KN. 四、带有阶梯的方形盒件 在带有阶梯的方形盒件的拉深中，即使凸模间隙不是这样重要，而 在拉深壁处仍然会发生起皱。 图 1（ b）所示为带有阶梯的方形盒件拉深用的凸模，图 1（ b）给出了拉深壁 C和阶梯处 D、 E。 目前，实际生产中一直在研究这种类型的几何结构。 生产中，板料的厚度为，压力 —— 拉力关系从应力试验中获得，如图 3所示。 这种拉深件的生产是通过深拉深和整形两个工序组成的。 由于凸模拐角处的小圆角半径和复杂的几何结构，导致在盒形件的顶部边缘发生破裂，在盒形件的拉深壁处发生褶皱，如图 7所示。 从图 7中可以看出，褶皱分布在拉深壁处，尤其在阶梯边缘的拐角处更为严重，如图1（ b）所示的 A—— D和 B—— E处。 金属板料在凸模顶部的边缘开裂，进而形成破裂，如图 7所示。 6 图 7 产品上的褶皱和破裂情况 图 8 模拟产品起皱和破裂的盒形件外形图 为了对拉深过程中金属板料出现的变形现象有更进一步的了解，生产中仍然采用了有限元分析方法。 最初的设计已经用有限元模拟完成。 模拟的盒形件外形如图 8 所示。 从图 8可以看出，盒形件顶部边缘的网络拉 深比较严重，褶皱分布在拉深壁处，这与实际生产中的状况是一致的。 小的凸模圆角，例如 A—— B边缘的圆角和凸模拐角 A处的圆角，如图 1（ b）所示，是拉深壁处破裂的主要原因。 然而，根据有限元分析的结果，通过加大上述两处圆角可以避免破裂的产生。 较大的拐角圆角这种想法通过实际生产加工被验证是可行的。 还有一些试验也是模拟褶皱的。 最初时将压边力增加到初始值的 2倍。 然而，正如和有斜度的方形盒件拉深时获得的结论是一样的，压边力对起皱的影响并不是最主要的。 相同的结论是增大摩擦或者增加坯料的尺寸。 因此我们得出 的结论是：通过增加压边力是不能抑制。