拉伸件成形类由拉伸等成形方法加工而成的规则曲面类或自由曲面类零件,这些零件都是由平板毛坯经冲切及变形等冲压方式而加工出来的,它们与一般机加工方式加工出来的零件存在着很平板类指一般的平面冲裁件。弯曲类由弯曲或弯曲加简单成形构成的零件。成形类由拉伸等成形方法加工而成的规则曲面类或自由曲面类零件,这些零件都是由平板毛坯经冲切及变形等冲压方式而加工出来的,它们与一般机加工方式加工出来的零件存在着很大差别。在冲压加工方式中,弯曲变形是使冲压件、拉伸件、钣金加工件产生复杂空间位置关系的主要加工方式,而其它加工方法一般只是在平板上产生凸起或凹陷以及缺口、孔和边缘等形状,这一特点是在建立冲压件、拉伸件、钣金加工件造型系统时所注意的!异性拉伸件是把确定形状的平板坯料或空心件通过拉伸模制成各种开口空心件的冲压工序.用拉伸的方法可以制成筒形、阶梯形、盒型、球形、锥形及其它复杂形状的薄壁零件。因此,拉伸在汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、肮空、航天等各种工业部门及日常生活用品的冲压生产中占据相当重要的地位。
冲压拉伸件不宜采用大台阶形底部成形跟汽车热减薄率集中在工艺参数的影响
[一]、碳钢拉伸件不宜采用大台阶形底部成形
碳钢拉伸件大多数都是由复杂的曲面组成的。它的底部形状大致有四种类型:①平的和基本平的,典型零件如里门板和外门板;②外凸的,典型零件如顶盖和翼子板;③大台阶的,典型零件为油底壳;④内凹的,典型零件如前围外板;这四种类型的零件,以平缓外凸的(如顶盖)对拉深较为有利,大台阶平底的(如油底壳)拉深困难。
拉延肋不能布置于圆角处
在复杂的碳钢拉伸件拉深成形中,为了保证工件的成形质量,不出废品,常需在碳钢拉伸件上设置拉深肋。拉深肋的作用主要有以下三点:一是增加进料阻力,使拉深件表面承受足够的拉张应力,提高拉深件的刚性,避免成形不足引起的回弹;二是调节钢板的流动情况,使拉深过程中钢板的变形尽可能均匀,防止“钢板多剐皱,少则裂”的现象;三,扩大压边力的调节范围。在双动压力机上,压边圈固定在外滑块上,调节外滑块四个角的高低,只能粗略地调节压边力,并不能完全控制各处的进料量正好满足工件成形的要求,因此还需靠压边圈和拉深肋一起来调节各处的压边力。拉深肋的剖面形状一般是半圆形的,它常做在压边圈上,而在凹模上做出相应的拉深肋的凹槽,这样便于钢板定位。拉深肋的数目及位置根据零件外形、起伏特点和成形等设定。一般在拉深火的直线部位,钢板流动快,鹿设置1-3条拉深肋,而在拉深大的圆弧部位,不设置拉深肋,在拉深相差大时,在深的部位不设拉深肋,在浅的地方须设置拉深肋。
[二]、汽车热不锈钢拉伸件减薄率集中在工艺参数的影响
强钢热不锈钢拉伸件既可以保证性,又可以实现轻量化,因此在汽车中的应用越来越多。而这些汽车零件具有复杂的空间曲面,不锈钢拉伸件在热冲压时形变剧烈,热、力、相变等影响因素多,成形过程复杂,造成板料的应力、应变、组织分布不均匀,出现板料的过分减薄,影响零件的结构强度,甚至会出现开裂缺陷。目前,已有学者对工艺参数对板料减薄率的影响进行了研究,研究表明板料温度、压边力、摩擦系数都可以影响板料的减薄率。
为了降低减薄率,保证零件的结构强度,本文提出先对板料进行预成形,从而改变热冲压的应力、应变分布,再完成热冲压。预成形件的形状、尺寸对强钢板的热冲压产生较大的影响,尤其是对板料的减薄率产生影响,进而影响零件的结构强度。
所以,有必要对强钢板热冲压预成形进行研究。尚欣提出将强度钢在不同的热预成形行程下进行双热成形,得到成形后成形件厚度的分布规律,结果表明,热预成形行程为0.5H(H为行程)时,成形件厚度分布佳。刘文提出对高强钢冷态下预成形,再进行热冲压成形出零件,研究成形行程对热冲压的影响,结果表明,预成形的行程越大,板料在第2步热冲压时,热量散失越小,材料的塑性越好,等效应变越小,板料厚度变化越小。吕萌萌提出对强钢板直接冷冲压出成形件,再加热进行热冲压,结果表明,间接热不锈钢拉伸件精度比直接冷不锈钢拉伸件的精度高。
综合以上研究现状可知,目前对复杂汽车热不锈钢拉伸件减薄率的研究主要集中在工艺参数对减薄率的影响。对复杂汽车热不锈钢拉伸件预成形的研究,关注于预成形的行程以及热冲压时的工艺参数对成形性的影响,对预成形件的形状、尺寸对减薄率的影响研究较少。
以车轮侧盖零件为研究对象,如图1所示,车轮侧盖为结构件,需要承受静压力和冲击载荷作用,对其力学性能要求较高,以强钢为其材料能够很好满足其力学性能要求。然而该零件形状复杂,特别是零件中部有凹球,需要在拉深时反向成形,容易造成零件过分减薄,从而影响制件的综合使用性能。针对车轮侧盖的结构特点,先采用有限元方法模拟不同预成形件形状的冷成形、热冲压过程,分析预成形对减薄率的影响,依据模拟结果,对车轮侧盖进行了实际热冲压实验,获得较满意的实验结果。
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