盘形件增量拉伸.ppt

一、板料增量成形 新的板料增量成形方法：所用设备数控NC（ Numerically Controlled）或计算机数控CNC（Computer Numerically Controlled）机床。 板料增量成形是根据板料成形过程的要求，编制出数控机床的控制程序，利用数控机床的进给系统，使板料按照给定的轨迹逐步成形，最终达到坯料所要求的形状。 不但可以象旋压一样生产轴对称类回转体零件，还能快速生产非轴对称类零件。 二、盘形件增量拉深成形过程数值模拟 盘形件增量拉深成形原理： 板料增量成形是根据所加工零件的形状特点，使模具按照连续轨迹或逐点作用方式进行运动，从而使坯料产生逐次的累积变形，最终达到坯料所要求的形状。是适应零件单件或小批量生产的一种柔性加工方法。 板材增量成形过程的主要特征有两点：一是板材要按照给定的路径或轨迹进行成形；二是板料的变形是逐点、逐步发展的，每一点、每一步的变形量不能太大。 其工作原理是：在进行增量成形之前，首先将板料用压板在机床上压紧，底部留有一定的空间以容纳板料的变形，将数控机床的切削刀具换成成形球头。准备完成后，使成形球头按照一定的顺序向板料施加作用力。 ⑵连续轨迹作用方式 成形球头在一点压向板料，使之产生一定的变形 然后按一定的轨迹运动，在整个运动过程中板料连续变形，待完成一条路径变形运动后，将成形球头抬起移向下一条轨迹的起点，重复以上运动。 这种作用的方式有两种： ⑴逐点作用方式 成形球头在一点压向板料，使之产生一定的变形 后再抬起，然后移动到下一点再压下板料，如此循环使板料逐次产生一定的变形。 坯料放在凹模上用压边圈压紧，冲头接触坯料后在自转的同时绕坯料中心做公转运动，与此同时给冲头再施加一个轴向的速度 如果将图 1-3中的球头换成凸模，这种工艺就是本课题要研究的增量拉深成形，其示意简图如图1-6 所示 盘形件增量拉深成形特点： 传统的盘形件拉深工艺由于需要确定拉深系数和判断拉深次数,因而需要繁琐的计算，在多步拉深时还要确定合理的工艺路线，否则会出现起皱、拉裂等缺陷。 增量拉深成形工艺只要正确设定模具的公转、自转和轴向速度就可以正确控制模具的转动和轴向位移，从而可以控制金属合理流动，变形就可顺利进行。 冲头就会按照图3-2 所示的螺旋轨迹运动下去，在每一步中由于冲头的自转，金属向背离冲头中心的方向流动，又由于冲头的向下运动金属也同时有轴向的位移，冲头公转一周就使坯料产生了第一层变形，公转两周就完成了坯料的第二层变形，如此反复下去即可得到最终的盘形件。 盘形件增量拉深成形工艺试验： 盘形件增量拉深成形数值模拟： 模拟的目的是：将数值模的结果和工艺试验的结果相比较，从而掌握连续轨迹作用方式增量成形模拟的规律。 对于每一种零件的模拟都是先建立有限元模型，然后对模拟仿真的参数：凸模速度、迭代方法、运行步数、材料类型、流动应力、屈服准则，摩擦类型及摩擦因子等进行正确的设定，力求模拟结果准确可靠。 本课题采用Deform-3D 软件对盘形件增量拉深成形进行了数值模拟。 当时由于模拟软件水平的限制，神谷径未能进行数值模拟的研究。 (4) 坯料旋转，坯料在驱动装置的控制下转动一个角度 让未变形的坯料旋转到成形位置上去，这样就完成 了一个增量步的成形，重复上述过程直到零件最终 成形 (1) 加压 ，由汽缸提供的压力施加在压边圈上，从而 使压边圈压紧坯料，防止坯料在局部受力时滑动 (2) 凸模下行，凸模压向坯料，使坯料产生局部变形 (3) 卸载，凸模回程，同时压边圈在汽缸的控制下也 向上运动，使使坯料处于自由状态 用Solidworks 三维造型软件画出各个零件的零件图，然后按照各个零件的空间位置要求进行正确的装配，在装配时要将首次冲压的间隙考虑进去，最后将文件格式转化stl 格式。在模拟时将该文件导入到软件Deform-3D 中，生成的有限元模型如图3-7 所示 有限元模型的建立： 有限元模型建立的正确与否，直接关系到数值模拟是否能顺利进行和模拟结果是否准确，因此先要建立正确的有限元模型。 有限元模拟的仿真条件： 金属坯料增量拉深过程是一个非常复杂的非线性问题，在建立有限元模型时要考虑这些问题。此种工艺方法的非线性主要表现在以下几个方面： ⑴ 材料非线性 ⑵ 几何非线性 ⑶ 边界条件非线性 模拟结果与讨论： ⑴模拟得到的盘形件 作者将增量成形有限元模型参数中的凸模直径改为78mm，其它参数不变，作了传统冲压过程的数值模拟可以看出增量成形法受到的载荷平稳且远远小于传统的拉延成形法。 ⑵盘形件