沖壓

沖壓間隙對沖壓成型性能的影響

轉載 :  zhongte88183.cn   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,形狀複雜,從而決定了沖壓成型中變形複雜性,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:

  

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  所建三維模型及尺寸如下圖:

  

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  圖1

  所選用的材料是SAPH440,材料參數及性能如下表:

  

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  2 有限元模型的建立

  有限元模型如圖2所示。

  

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  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0.15,間隙公差為2.5;闆料的幾何尺寸為半徑110mm的圓形闆料,闆料網格為圓形闆料網格,網格尺寸為:網格大小尺寸為1,内圓半徑27。

  3 數值模拟結果

  用Dynafom進行不同間隙的沖壓成型模拟結果如圖3所示。

  

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  圖3

  從圖3可以看出,不同的間隙沖壓成型後最大減薄率不同,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2.0t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2.0t~2.2t時最大減薄率逐漸減小,從間隙2.0t時的26.84%減小到2.2t時的14.80%;間隙從2.2t~2.4t時最大減薄率逐漸增大,但增大幅度較小,當間隙為2.4t時圓筒件的最大減薄率為15.68%。由此可見模具的間隙過小,毛坯在通過間隙時産生的較直與減薄變形均會引起較大的拉深力,以緻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将會産生較大的畸變。

  從圖4-b可以看出當間隙小于2.1t時,圓筒件沖壓成型後的回彈量随間隙的增大而減小;當間隙大于2.1t時,回彈量随間隙的增大而增大,當間隙為2.25t時回彈量最大為0.60;當間隙大于2.25t時回彈量随間隙的增大而減小;間隙為2.4t時的回彈量較2.35t時的略有增加。所以當間隙為2.15t時的圓筒件成型效果最好。

  

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  圖4

  4 結論

  (1)當間隙小于2.2t時,間隙越小減薄率越大,當間隙大于2.2t時減薄率随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2.15t時圓筒件成型效果最好。

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