中心帶孔圓板拉深—翻孔變形方式的研究.pdf

1、中心帶孔圓板由于孔徑的不同,在成形過程中會出現多種變形方式,如純拉深成形、純翻孔成形及拉深-翻孔復合成形。通過對板料整個變形過程的研究,從本質上掌握帶孔圓板的變形規(guī)律,有利于對加工過程進行有效控制,實現利用最經濟的板料形狀與尺寸加工出合格零件,降低生產成本。
　　本文采用金屬塑性理論、有限元數值分析與試驗研究相結合的方法,對板厚為2mm、外徑為80mm、預制孔直徑為0~45mm的一系列圓板坯料的變形過程進行分析,研究成形過程中預制

2、孔大小對板料變形方式的影響。
　　板料變形區(qū)的最大徑向應力是判斷中心帶孔圓板變形方式的主要依據。傳統(tǒng)的簡化解法求得的最大徑向應力不能反應板料的變形方式。本文考慮了材料硬化的影響,對拉深變形區(qū)與翻孔變形區(qū)的徑向應力求解公式進行了修正,獲得了中心帶孔圓板變形過程中最大徑向應力的理論計算模型及變化曲線,并通過對比拉深變形區(qū)與翻孔變形區(qū)的最大徑向應力來判斷板料的變形方式。分析表明帶孔圓板的成形過程中可能出現以下4種變形方式:純拉深成形、以

3、拉深為主的復合成形、以翻孔為主的復合成形及純翻孔成形。這種分析方法從理論上來講更加科學,比以往單純從經驗上定性分析板料的變形方式更為可信。
　　為了初步驗證理論分析的準確性,采用數值模擬軟件 DYNAFORM對板料厚度為2mm、外徑為80mm、預制孔直徑分別為0、5、10、15、20、25、30、35、40、45/mm的一系列板料的整個成形過程進行仿真與分析。模擬結果表明,隨著預制孔直徑的增大,板料變形方式的變化趨勢為:純拉深成形

4、→以拉深為主的復合成形→以翻孔為主的復合成形→純翻孔成形,與理論分析結果基本相符。
　　為了進一步驗證理論分析的準確性,本文采用與模擬相同尺寸規(guī)格的板料進行成形試驗研究。結果表明,隨著預制孔直徑的增大,板料變形趨勢由純拉深成形轉變?yōu)槔?翻孔復合成形;當預制孔直徑達到一定值時,變形過程中只存在純翻孔成形,試驗結果與理論分析及數值模擬結果吻合。
　　本文所建立的中心帶孔圓板成形過程中徑向應力的理論計算模型,可用于準確判斷該類板