圆筒件拉深的力学分析及极限拉深系数的优化

圆筒件拉深的力学分析及极限拉深系数的优化

邬移华[1]2001年在《圆筒件拉深的力学分析及极限拉深系数的优化》文中研究指明圆筒件的拉深是一种重要的板料成形方法,从变形力学上看,由毛坯成形为成品是一个复杂过程。目前,圆筒件的拉深工艺计算大多利用极限拉深系数mc(极限拉深比的倒数,即)来判定实际需要的拉深次数,而极限拉深系数mc则是在某一特定的实验条件下试验出来的经验数据。这些实验条件包括:工件及坯料尺寸、材质、模具圆角半径、润滑状况和压边情况等等。对于实际生产中的每一次设计来说,这些条件是有差异的。在圆筒件的拉深实践中,虽然理论分析与经验积累已为工艺方案的制定提供了依据与原则,但这仅规定了选择参数的大致范围。在可行域内,参数的选择仍依靠经验。一组工艺参数,往往能够保证工艺过程的可行,但并不能保证其最优,不能确保成形过程省力、省功、柔性并达到节约材料、提高工件性能的目的。因此,进行圆筒件极限拉深系数的优化设计十分必要。 目前,国内外对极限拉深系数进行的研究较多,文献中详细地总结了板料成形中圆筒件极限拉深系数的若干影响因素,并基于最大承载原则提出了一些计算圆筒件极限拉深系数的实用公式。但是,利用计算机对极限拉深系数进行优化设计的报道仍较少。 本文在利用国内外各种文献的基础上,总结出了计算圆筒件拉深过程中危险断面最大拉应力的公式,并据此建立了一个合理的数学模型,再利用复合形法对圆筒件极限拉深系数进行了优化。

曲海燕[2]2009年在《气雾罐顶盖多工步冲压成形过程分析》文中认为为了提高气雾罐产品的市场竞争力,就要在保证气雾罐的强度、刚度和稳定性要求的前提下,削减材料的消耗,因此合理地设计气雾罐冲压成形模具及制定工艺参数成为一项重要的议题。气雾罐是一种微型压力容器。其质量的评定是从耐压性、密封性、耐蚀性、配合性及外观质量这五个方面进行的。而这五个要素与气雾罐的成形质量是息息相关的。气雾罐顶盖形状复杂,需要稳定控制的尺寸多,产量极大(100件/分钟),多工位级进冲压适合这类产品的生产。本课题的主要内容有如下几个方面:1、研究气雾罐顶盖拉深成形的特点,针对某公司提供的气雾罐顶盖零件图进行工艺模具设计,提出多种工艺方案,运用冲压成形分析软件进行仿真分析,得到一套合理有效的方案指导实际生产,减少修模调模次数,缩短实验生产周期;2、分别采用T2BA、T2.5BA、T3及T4CA几种材料对气雾罐顶盖冲压成形过程进行数值分析,研究材料力学性能及板料厚度对气雾罐顶盖冲压成形质量的影响;3、对影响冲压成形质量的凹模圆角、凸凹模间隙、板料相对厚度四种工艺因素进行正交实验模拟分析,找出影响冲压成形质量的主要因素;4、研究顶盖零件在冲压成形过程中最大变薄率及最大等效应力受气雾罐顶盖叁个部位的圆角大小变化影响的规律,用于指导顶盖工艺模具的设计;5、对气雾罐顶盖两种成形方案的关键工步进行对比分析,寻求气雾罐顶盖工艺模具设计的合理方法。

柳建安[3]2003年在《薄壁不锈钢产品极限拉深的研究》文中进行了进一步梳理薄壁不锈钢拉深件由于其独特的耐磨损、高强度和光泽明亮的外表等优良特性,在日常生活及食品机械、医疗机械中得到广泛的应用。 本论文基于国内外不锈钢产品拉深工艺现状及不锈钢的性能特点,比较了不锈钢产品与普通低碳钢产品在拉深过程中的异同,深入分析了产品成形过程的应力应变状态、现行拉深工艺存在的问题、不锈钢薄板拉深失稳的临界条件,失稳起皱对拉深件质量和模具的影响和拉深件的残余应力状态。揭示了不锈钢拉深件成形时产生起皱、拉裂和其它表面缺陷的根源,提出了防止起皱、拉裂及表面缺陷的措施,和产品加工过程中如何选用模具材料及润滑剂以延长模具的寿命。 通过试验,分析了各工艺参数对拉深过程的影响,得出了一套合理的薄壁不锈钢产品极限拉深的工艺参数,主要包括极限拉深系数、凸模圆角半径、凹模圆角半径、模具间隙等。并借助AUTO-CAD、Solid Edge软件的检测、动画及模拟功能,进行模具设计,已证明了该套参数是合理实用的。 研究结果表明:研究薄壁不锈钢产品的极限拉深理论,优化工艺参数,有很好的应用前景。对减少拉深次数,降低加工成本,取得良好的经济效益,以及提高国产薄壁不锈钢拉深模具技术水平有重要的价值。

张磊[4]2006年在《镍反应釜制造工艺研究》文中认为反应釜是制备微碳粒子设备中的重要部件,借助化学方法将碳分解成几个到几十个原子大小的微粒子是当今国际上制取纳米碳最先进的方法之一。反应釜的研制对提高我国纳米碳的制备技术有非常重要的影响。由于反应釜内进行的是高温下的强酸发应,要求其具有较高的耐腐蚀性,必须由纯镍制成。此次研制的反应釜容积大、高径比大、相对壁厚小有很大的加工难度。论文采用实验方法、数值模拟方法进行了如下研究工作:(1)根据反应釜的工作要求,设计反应釜的结构。(2)分析制定整个反应釜的制造工艺,设计成形模具选择成形设备。(3)对模具进行安装、调试。(4)进行纯镍的材料性能拉伸实验。(5)利用所制定的工艺,设计制造实验模具,进行反应釜工业生产实验。(6)利用数值方法分析大型筒形件在不同拉深系数下底部圆角处材料变薄情况,以及零件的壁厚随筒形件深度变化情况。通过理论计算、生产试验和数值模拟等研究论文得到以下成果:(1)设计出了符合工作要求的反应釜。(2)通过拉伸实验得到了纯镍的应力应变曲线,并指导生产实验。(3)按照制定的制造工艺,利用设计的成形模具成功地制造出了满足技术要求的反应釜。(4)通过数值模拟方法得出在拉深过程中零件底部圆角处板料的减薄率随拉深系数的关系,以及壁厚随筒形件深度的关系。

崔双好[5]2016年在《DC04、DC05冷轧深冲板圆筒形件极限拉深系数研究》文中认为冷轧深冲板在拉深成形过程中,由于钢板本身各向异性的差异以及加工工艺等因素的影响,板料各个纤维角度方向上会呈现出变形不均匀的现象,因此板料的某个方向上会率先达到拉深极限,在该方向上出现开裂现象。工件出现开裂的情况时,工件产品不合格,无法满足使用要求。而当选择的拉深成形系数远大于极限拉深系数时,会增加拉深道次,延长制造周期,造成原材料的浪费和生产成本的增加。基于此本课题探索冷轧深冲板机械性能的各向异性与极限拉深系数的关系,找出一种快速确定钢板极限拉深系数的方法,同时通过试验确定冷轧深冲板极限拉深系数的准确值,进而补充《冲压手册》中的数据,并推广到实际生产中,为实际生产提供数据依据。本文选用了冷轧板中最具代表性的两种板料DC04和DC05进行试验研究,主要内容介绍了拉深成形理论,引用了基于塑性应变比的极限拉深系数模型,介绍了各向异性屈服理论,对比塑性应变比和屈服应力的理论值和单向拉伸试验的实际值表明,DC04和DC05冷轧板的屈服应力在板料各方向上最大偏差均不超过2.6%,塑性应变比在板料各方向上最大偏差不超过3.5%,可以证明单向拉伸试验可靠,同时将单向拉伸试验中得到塑性应变比值和应变硬化指数带入极限拉深系数模型中,得到极限拉深系数的计算值,并依据计算值大小设计冷轧板极限拉深系数的有限元模拟方案,可以有效的节省模拟时间和计算量,应用有限元软件DYNAFORM模拟出冷轧板的极限拉深情况,将冷轧板极限拉深系数的计算值和模拟值优化后设计冷轧板的极限拉深系数试验方案。设计了Ⅰ型拉深模具和Ⅱ型拉深模具对DC04和DC05的拉深极限系数试验,得到了板料在45°方向出现开裂情况,结合材料机械性能在各角度方向上的分布情况,指出材料的屈服应力越大和塑性应变比越小的方向上,越容易出现拉裂。通过四组拉深极限系数试验确定了DC04和DC05极限拉深系数的试验值,对比极限拉深系数模型得到的计算值和有限元模拟得到的模拟值,有限元软件的模拟值偏差较小,最小偏差为2.6%,而极限拉深系数模型计算值偏差较大,最大偏差为4.4%,因此,实际工程应用中快速计算极限拉深系数可以通过基于塑性应变比的极限拉深系数模型得到,从而提高生产效率。

王斯凡, 龚红英, 王斌, 李会肖, 姜民主[6]2014年在《DP780钢无凸缘圆筒件极限拉深系数及网格划分方式研究》文中认为采用数值模拟试验和物理试验相结合的方法,研究了DP780双相高强钢板无凸缘圆筒件拉深系数的变化规律。数值模拟试验基于Dynaform5.9平台进行,采用不同的网格划分方式对DP780双相高强钢拉深成形性的影响进行了试验分析,并根据试验获得了DP780双相高强钢的极限拉深系数,最后通过物理试验验证了数值模拟试验结果。

杨安[7]2007年在《拉深坯料的体积法计算与数值模拟》文中认为板料冲压成形是利用模具对金属板料进行压力加工,获得质量轻、表面光滑、造型美观的冲压件。具有节省材料、效率高和成本低等优点,是机械、电子、仪器仪表及航空航天等制造业中重要的加工工艺之一。拉深是板料冲压成形中最典型、应用最广的一种成形工艺,在生产实际中,有很多要用到拉深工艺方法制造的零件。现今的研究中,关于拉深工艺方面的研究也比较多,与拉深有关的文献资料也比较丰富,但是,仍有一些不尽科学的地方。因此,有必要对拉深工艺进行更多、更全面和更深入的研究。本文的研究内容和方向就是在拉深发展历史和研究现状的基础上,针对在拉深工艺中研究不够深入的地方而提出的。论文的主要工作和取得的成果有如下几个方面:1.工艺试验通过一定数量的拉深工艺试验,得到了一些试验数据,为拉深坯料厚度变化规律的理论研究提供了分析依据,并对不同的拉深坯料计算方法的准确性进行验证。2.理论探讨在工艺试验的基础上,利用塑性力学中的体积不变原则和PRO/E模型分析功能,提出了一个新的、理论上更为科学、应用上更为简便的计算圆筒形件拉深坯料的方法;归纳拉深坯料设计计算的不同方法,并进行比较。3.拉深的数值模拟通过利用冲压模拟软件Deform对拉深过程进行模拟,可以掌握材料变形规律,了解各工艺因素对拉深件料厚变化的影响。本文的研究,丰富了板料冲压成形工艺中拉深工艺的内容和理论,在工程应用方面提出了一个拉深坯料更为精确、简便的新方法,可以为从事板料冲压成形工作的技术人员提供借鉴和参考。

李健[8]2002年在《圆锥形零件极限拉深系数及合理压边力的研究》文中提出曲面形零件在板料冲压成形领域占有相当大的比例。圆锥形零件是曲面类零件中较为典型的零件,对其冲压成形过程的研究是进行曲面类零件研究的基础。因此,从圆锥形零件的冲压拉深成形情况入手,研究这类零件在冲压过程中的变形特点及成形规律,从本质上揭示圆锥形零件的成形机理,分析各主要工艺参数对其成形过程中毛坯变形的影响规律,系统地搞清楚其冲压成形极限及其在冲压过程中合理压边力的变化趋势,对冲压成形的基础理论的发展和曲面类零件的生产实践都具有重要的意义。 本文以理论分析及有限元模拟相结合的方式,对圆锥形零件在拉深成形过程中毛坯各部分的受力状况和变形特点进行了系统地分析并在此基础上,确定了其拉深成形极限以及在拉深过程中合理压边力的变化规律。 本文在所建立的力学模型的基础上,推导出了圆锥形零件法兰部分及悬空侧壁部分的应力分布公式。在此基础上,得到了圆锥形零件在危险破裂断面的径向拉应力的变化规律,在以此径向拉应力与此断面的承载极限能力进行比较的基础上,确定了圆锥形零件的极限拉深系数。 圆锥形零件的冲压成形过程中的合理压边力应由外皱极限(毛坯法兰部分的起皱极限)、内皱极限(悬空部分的起皱)和破裂极限叁极限来控制。本文在上述力学分析的基础上,确定了在拉深过程中,合理压边力的变化规律的数学表达式。 采用了流行的板料有限元分析软件Dynaform对圆锥形零件进行模拟研究,结果表明本文所做的理论分析对生产实践具有指导意义。

张鑫[9]2011年在《某外壳零件成形工艺分析》文中提出针对底部带孔的有凸缘圆筒件成形工艺过程,确定了拉深工序的成形工艺参数,结合数值模拟方法模拟验证了拉深的成形过程。对冲孔成形工艺进行了模具设计,从而优化了工艺方案,对同类工件的成形工艺提供一定的借鉴,最终保证了圆筒件拉深成形工序的顺利进行。

张九强, 王齐栓, 王小鹏[10]2009年在《有凸缘圆筒形件的拉深工艺计算分析》文中研究指明对有凸缘圆筒形件的拉深工艺计算总结出了一套实用的计算方法,对从事有凸缘圆筒形件的拉深计算提供一定的参考价值。

参考文献:

[1]. 圆筒件拉深的力学分析及极限拉深系数的优化[D]. 邬移华. 湘潭大学. 2001

[2]. 气雾罐顶盖多工步冲压成形过程分析[D]. 曲海燕. 浙江工业大学. 2009

[3]. 薄壁不锈钢产品极限拉深的研究[D]. 柳建安. 中南林学院. 2003

[4]. 镍反应釜制造工艺研究[D]. 张磊. 燕山大学. 2006

[5]. DC04、DC05冷轧深冲板圆筒形件极限拉深系数研究[D]. 崔双好. 湖南工业大学. 2016

[6]. DP780钢无凸缘圆筒件极限拉深系数及网格划分方式研究[J]. 王斯凡, 龚红英, 王斌, 李会肖, 姜民主. 热加工工艺. 2014

[7]. 拉深坯料的体积法计算与数值模拟[D]. 杨安. 南昌大学. 2007

[8]. 圆锥形零件极限拉深系数及合理压边力的研究[D]. 李健. 重庆大学. 2002

[9]. 某外壳零件成形工艺分析[J]. 张鑫. 模具技术. 2011

[10]. 有凸缘圆筒形件的拉深工艺计算分析[J]. 张九强, 王齐栓, 王小鹏. 济源职业技术学院学报. 2009

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