凸缘矩形件的拉深工艺分析与模具设计.pdf

进心自や
Lm工与制
凸缘矩形件的拉深工艺分析与模具设计
The stretching technology analysis and die design of the flange drawing
杨太德,徐永萍,王娟
YANG Tai-de, XU Yong-ping, WANG Juar
(1连云港职业技术学院,连云港22200:2本特勒投资(中国)有限公司,嘉定201807)
摘要:根据凸缘矩形件的结构特点及技术要求,用 DYNAFORM帜件进行拉深成形数值模拟分析,确
定了落料拉深复合成形的工艺方案,缩短了复杂零件成形模具“试错”的过程,减少了对设
计经验的依赖程度,提高了模具设计的准确性和可靠性,对同类零件的冲压模具设计具有
定的参考价值。介绍了模具结构及工作过程,对设计注意事项进行了分析、写纳和总结。
关词:凸绿矩形件; DYNAFORM;落料拉深复合成形;模具结构
中B分类号:TG386.2;TG385.2文标识码:B文章绵号:1009-0134(2013)03(上)-0038-03
Doi:10.3969/∫.ISSn.1009-0134.2013.03(上).12
0引言
拉深工艺分析
如图1所示零件是某家电产品上的结构件,材
矩形件是一种非轴对称的零件,它的筒壁是
料采用DCO3冷轧板,厚度1mm。该结构件虽然尺由直边部分和圆角部分构成,拉深变形时应力、
寸精度要求不高(IT13级),但是属于较复杂的应变在变形区内沿周边的分布很不均匀,因而在
拉深件,成形过程中存在起皱、破裂的可能性,拉深过程中变形过程较为复杂叫。
在确定毛坯的形状和尺寸时,缺少恰当的经验公
如图1所示零件属于矩形件的一种类型,但是
式来应用,采用传统的方法来设计该产品的模和大多数设计参考资料上所提供的矩形件又有较
具,需要较长的“试错”过程,准确性和可靠性大区别。该零件不属于直壁式矩形件,同时还带
低,设计、制造成本较高。
有凸缘,因此该零件的拉深工艺比一般的矩形件
还要复杂。
在进行模具结构设计时,首先需要解决以下
问题
)实体
1)该拉深件需要的毛坯尺寸及形状大小
2)能不能通过一次拉深获得该拉深件;
3)拉深过程中零件是否会出现严重起皱和破
188,7
裂
4)拉深后零件壁厚减薄量和增厚量会达到多
DYNAFORM软件是由美国工程技术联合公司
(ETA)开发的一个基于LS-DYNA的板料成形模
(b)零件图
拟专用软件包,可方便地求解板料成形工艺及模
具设计涉及到的复杂问题,是目前该领域中应用
图1凸缘矩形件
最为广泛的CAE分析软件之
日期:2012-10-16
作者简介:杨太德(1970-),男,副教授,研究方向为模具设计与制造技术。
38】第35卷第3期2013-03(上)
2 DYNAFORM软件拉深成形数值模
拟
1)首先在CAD软件( Pro/ENGINEER、UG或
CATIA等)中根据拉深件建立拉深件和凹模的曲
面模型,然后存为IGS文件格式,将上述曲面模型
数据导入到 DYNAFORM系统中。
2)对曲面模型进行网格划分,检查并修正网
格缺陷。
3)利用BSE(毛坯尺寸工程)模块确定毛坯
尺寸及形状大小(包含修边余量)。
图3成形后的厚度变化分布云图
4)对毛坯轮廓进行网格划分,检查并修正网
通过板材的厚度变化分布云图可以看出,厚
格缺陷。
度最小值是0.733642,处在矩形件的四个底部圆
5)进入成形设置界面定义工具:凸模、凹角处,厚度减小值是0.26658,减薄量占总厚度
模、压边圈等。
的26.6%,该部位有拉裂的趋势,但仍在安全线以
6)提交运算。运算结果会产生包括后缓名内。厚度最大值是1078504,处在矩形件的凸缘部
为.d3plot、 dynein、idx、,mod等多种类型的文分,厚度增加值是0.078504,增厚量占总厚度的
件。
7.8%,该部位有起皱现象。通过调整压边位置的
7)后处理分析。
结构、压边力的大小以及抛光四模工作面可以有
打开后缀名为.d3plot的文件,单击工具栏中的效降低起皱和拉裂的风险。因此,可以判断该拉
Forming Limit Diagram(PELD)按钮,只保留毛坯深件能够通过一次拉深成形。
层,选择最后一帧得到的结果如图2所示。通过板3模具结构及工作过程
材的成形极限图,可以看到毛坯在成形后没有破
利用 DYNAFORM软件BSE(毛坯尺寸工程)
裂区域,只是在矩形件的底部角处有部分材料模块确定的毛坯形状(包含3mm的余量修边)如
处于破裂的危险区,在毛坯的底部和边缘部分有图4所示。提取坯料轮廓线,以IGS文件格式导
起皱现象。拉深件大部分面积处于安全区域,初出,由Pro/ ENGINEER!软件转换成2D图形后进行
步判断该拉深件可以通过一次拉深成形。
拉深模的结构设计
拉深件
坯料轮廓
拉深件毛坯
修边余量
图2成形极限图(FLD)
图4毛坯形状确定过程示意图
单击工具栏中的 Thickness(厚度)按钮,同
该零件通过落料拉深复合模冲压成形,模具
样只保留毛坯层,选择最后一帧得到厚度变化分结构如图5所示,采用400×200×195~2401JB
布云图如图3所示。
T7181.3-1995标准模架。
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