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      1. 沖壓

        沖壓間隙對沖壓成型性能的影響

        轉載 :  zaoche168.com   2018年03月13日

          0 引言

          由于汽車沖壓件大都是空間曲面結構,形狀復雜,從而決定了沖壓成型中變形復雜性,變形規律不易被掌握,出現的質量問題也比較多,且汽車沖壓件沖壓工序包括圓筒件拉伸,凸緣圓筒件拉伸,盒型件拉伸,彎曲成形,翻邊等。沖壓成型過程中模具間隙對沖壓件的質量有重大的影響,間隙過小增加摩擦阻力,使拉伸件容易破裂,且易擦傷零件表面,降低模具壽命;間隙過大,則拉深時對毛坯的較直作用小,影響零件尺寸精度。因此本文以凸緣圓筒件為對象研究模具間隙對沖壓成型性能的影響。

          1 模型參數及材料參數

          沖壓模間隙指凹模與凸模之間的間隙Z:

          

        1

          所建三維模型及尺寸如下圖:

          

        2

          圖1

          所選用的材料是SAPH440,材料參數及性能如下表:

          

        3

          2 有限元模型的建立

          有限元模型如圖2所示。

          

        4

          圖2

          有限元模型均采用殼單元,工具網格為剛體單元,其尺寸為:最大尺寸為10,最小尺寸為0.5,弦高誤差,間隙公差為2.5;板料的幾何尺寸為半徑110mm的圓形板料,板料網格為圓形板料網格,網格尺寸為:網格大小尺寸為1,內圓半徑27。

          3 數值模擬結果

          用Dynafom進行不同間隙的沖壓成型模擬結果如圖3所示。

          

        5

          圖3

          從圖3可以看出,不同的間隙沖壓成型后最大減薄率不同,且筒壁上的成型效果各不相同,最大減薄率均在凸模圓角處,間隙為時筒壁上減薄率從凸模圓角到凹模圓角逐漸減小,在筒壁上有兩條綠色的條紋,此處的減薄率低于其附近的黃色區域;從圖3的b,c圖看出筒壁上的紅色條紋增多,且逐漸連成片,但筒壁上的同一深度的平均減薄率b大于c圖,bed圖在底部圓角的兩側,出現了兩個明顯的縮頸區。

          從圖4-a上看出當間隙從~時最大減薄率逐漸減小,從間隙時的%減小到時的%;間隙從~時最大減薄率逐漸增大,但增大幅度較小,當間隙為時圓筒件的最大減薄率為%。由此可見模具的間隙過小,毛坯在通過間隙時產生的較直與減薄變形均會引起較大的拉深力,以致零件的側壁變薄現象嚴重,甚至會使零件破損;若間隙過大,則對毛坯的較直作用就比較小,沖出的零件由于回彈的作用將會產生較大的畸變。

          從圖4-b可以看出當間隙小于時,圓筒件沖壓成型后的回彈量隨間隙的增大而減小;當間隙大于時,回彈量隨間隙的增大而增大,當間隙為時回彈量最大為;當間隙大于時回彈量隨間隙的增大而減小;間隙為時的回彈量較時的略有增加。所以當間隙為時的圓筒件成型效果最好。

          

        6

          圖4

          4 結論

          (1)當間隙小于時,間隙越小減薄率越大,當間隙大于時減薄率隨間隙的增大而緩慢增大。

          (2)材料為SAPH440,厚度為2mm的圓筒件沖壓成型的間隙為時圓筒件成型效果最好。

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