闭挤式精冲工艺过程的数值模拟及参数优化.pdfVIP

文章编 号 ：1672—0121(2010)02—0073—04 闭挤式精冲工艺过程 的数值模拟及参数优化 张会 杰 ，吕 琳 ，邓 明 (重庆理 工 大 学 ，重庆 400050) 摘要 ：采用 DEFORM一2D软件对不 同参数坯料 的闭挤式精冲过程进 行 了模 拟 ，对 闭挤式精冲 中静水应 力 的变 化规律 进 行 了研 究 ，静水压 应 力 随着 外环 填 充 率 的提 高而增 大 ，有 利 于精 冲 的顺利 进 行 。采 用 brozzo 断裂准则对 闭挤式精冲 的断裂进 行 了模拟 ，并通过与工艺实验所获得 的数据进 行对 比，证 明了当断裂值取 0．2时 ，数值模拟与物理实验 结果较为接近 。 关键词 ：机械制造 ；精 密)中裁 ；厚板 ；数值模 拟 ；闭挤式 中 图分 类 号 ：TG386．2 文献标 识 码 ：B 1 前 言 表 1 拉伸 实验获得 的材料参数 现行 的精冲工艺 由于其工艺原理和模 具方式本 材 屈服强度 抗拉强度 弹性模量 硬化 泊松 伸长率 身 的先 天不 足 ，不 能冲裁较 厚材 料 和低 塑性 材 料…。 料 ／MPa ／MPa ，MPa 指数 比 ／％ 针对 这 些不 足笔 者 提 出了 “闭挤 式精 冲工艺方 法 ”并 YL12 168 217 65230 O．123 0-33 9．45 已获得 2项发 明专利授权 。闭挤式精冲工艺方法是 ， 通过在变形 的过程 中使坯料始终被 限制在有 限的模 o-=287~ 23 具型腔 内，在变形 区获得 比强力压边精 冲更强 的三 2．2 闭挤式精 冲模 拟建模 向压应力 ，提高变形 区材料 的塑形 ，可 以实现精 冲低 为 了便 于对该 工 艺进行研 究 ，选 取直 径 15mm 塑性 材 料 和厚板 的 目的。通 过 数值 模 拟 ，研 究 了不 同 的圆形工件作为研 究对象 。图 1所示为有 限元模 型 ， 外环填充率下材料 内部应 力分布 ，探讨 了闭挤式精 采用 DEFORM一2D软件进行分析 ，各部分模 具设置 冲中应 力应 变状 态 变化规 律 ，以利 于工 艺设计 过 程 为刚性体 ，模具单边 间隙设置为 0．01mm，凸 、凹模 圆 中的参 数选 择 和优化 。 角为 0．2mm，对 凸 、凹模 刃 口间的坯料 网格进 行细 化 ，副 凹模压边力为 200kN，反顶块反顶力为 30kN， 2 有 限元模 型 的建 立 模 拟进 行 的其余 设置 见表 2。 2．1 材料 模 型 模 拟所 使 用 的材 料 为 YL12，选 用 厚度 为 10ram 的 圆柱 形 坯 料 ，坯 料 直 径 分 别 为 22ram，22．5ram， 对 称 23ram，23．5ram，24mm ，24．5mm。坯 料 设置 为 各 向 同 轴 性塑性体 ，通过板料标准拉伸实验获得 的材料性 能 如表 1所 示 。 在 精 冲变形 中金 属 的真 实应 变 很大 ，须对 拉 伸 实验 获 得 的数据 进行 部分 修 正 ，以获得 大应 变 下 的 流 动应 力 。由于精 冲液 压机 下压速 度较 慢 ，可忽 略应 图 1