本发明涉及充液拉深领域,尤其是增大拉深极限的二次拉深。
背景技术:
双台阶筒形件进行一次充液拉深的过程中,当凸模接触板材之后,液室内液体就开始对板材施压,此时,液压对板材起到了一定的反涨作用,初始的反涨作用对于前期的板材成形是有一定的益处的,但是初始反涨不宜过大,否则导致初期板材减薄严重,发生破裂现象,致使成形失败。随着冲头的向下运动,容易产生悬空区。
技术实现要素:
对双台阶筒形件采用充液拉深二次成形数值模拟,就可以规避在初始阶段工具间隙过大的问题,第一次充液拉深成形的是一个锥底的筒形件,其锥面作为双台阶筒形件的过渡曲面,在第二次充液拉深,为了促使板材的流动,压边采用的定间隙压边套筒,保证了零件成形后的尺寸精度,并且不会使材料在流动的过程中和工具之间产生过大的摩擦,降低了缺陷的产生率。本发明的优点在于:相对于普通充液拉深和传统拉深,二次充液拉深在成形中成形性好、成形精度高,表面质量好、成形极限高等优点明显,所以本发明确定了双台阶筒形件采用充液二次拉深的工艺方法。
附图说明:
图1为本发明数值模拟模型结构示意图。
图2为本发明第一次拉深数值模拟模型。
图3为本发明第二次拉深数值模拟模型。
具体实施步骤:
步骤1.通过双台阶筒形件成形力学分析理论,在法兰部分的板料所受的切向压应力qs大于径向拉应力rs,而径向拉应力rs越接近凸模数值越大,最大值出现在凸模圆角处,则设此处的拉应力为maxs,此处板料还受到工具的摩擦力,假设压边的摩擦系数为m,凹模的摩擦系数为1m,材料所受到的向下压力为f,则径向上由于摩擦产生合力为1f(m+m),筒壁上的拉应力可以计算得到为:
步骤2.双台阶筒形件两个直壁处在充液成形过程中受力,在整个零件的成形过程中此处的板材受到两个方向的力,其应力状态为单向拉深状态,两个方向的力为:液体对材料表面的压力,与凸模发生相对滑动产生的摩擦力。单独提取零件直壁上的单位单元作为分析对象,假设此单元单位为平面应力状态,厚度方向上的压力为p,摩擦系数为2m,径向拉力zs。以环形体积对直壁上单位体积建立模型计算,由受力平衡条件可得出:
步骤3.建立零件的数值模拟模型如图1,确定液室压力的液压加载方法,采用前期逐渐加压后期保压的液室加压方法;
步骤4.采用有限元数值模拟软件,对双台阶筒形件拉深成形进行模拟,对一次充液拉深成形模拟和二次充液拉深成形模拟进行对比,得出二次拉深的优点;
步骤5.在双台阶筒形件在成形的过程中,得出塑性发展变化的过程,以及典型点在材料成形不同阶段的应力应变状态;
步骤6.采用数值模拟的方法,确定液室压力、摩擦系数、冲压速度等参数对双台阶筒形件的成形性、起皱趋势和壁厚分布影响的规律,找出各种工艺参数的合理范围和控制缺陷的措施。