翻边工艺的试验研究及数值模拟

作     者：张朝阁 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卢险峰

授予年度：2005年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：圆孔翻边 预制孔 工艺试验 数值模拟 开口翻边 

摘      要：翻边是拉伸类冲压成形的基本工序之一,在生产实际中,各种翻边零件十分常见。例如,在机械、汽车、航天、电器、仪器仪表等领域中就有很多要用到翻边工艺方法制造的零件。然而,现今的研究中,相对于冲裁、拉深、弯曲等冲压基本工序而言,关于翻边工艺方面的研究比较少,与翻边有关的文献资料更为有限。因此,有必要对翻边工艺进行更多、更全面和更深入的研究。 本文的研究内容和方向就是在翻边发展历史和研究现状的基础上,针对在翻边工艺中研究不够深入的地方而提出的。论文的主要工作和取得的成果有如下几个方面: 1.工艺试验 通过一定数量的翻边工艺试验,得到了一些工艺参数数值,如沿高度方向的料厚数据和给定翻边件的情况下实际采用的预制孔尺寸等,为翻边工艺的理论研究提供了参考依据。 2.理论探讨 在工艺试验的基础上,利用塑性力学中的体积不变原则和PRO/E模型分析功能,提出了两个新的和理论上更为科学的计算圆孔翻边预制孔孔径的公式。另外,根据试验结果,并利用塑性力学中的主应力法和材料硬化理论,推导了一个计算圆孔翻边力的新公式。 3.圆孔翻边的数值模拟 基于ABAQUS软件,对圆孔翻边成形过程进行了模拟分析。通过模拟,可以得到预加工小孔孔径尺寸的模拟值,从而为模具设计和试模提供参考;通过模拟,可进行应力应变分析和预测材料在变形过程中可能出现的成形缺陷等;通过采用不同凸模型式,比较了柱形凸模和锥形凸模翻边时变形区的应力应变及厚度分布的不同。 4.开口翻边的数值模拟 基于ABAQUs软件,对开口翻边成形过程进行了模拟分析,通过模拟,优化了坯料形状与尺寸,这能够达到缩短试模周期、降低试模成本和提高设计效率的目的。 本文的研究,丰富了板料冲压成形工艺中翻边工艺的内容和理论,可以为从事板料冲压成形工作的技术人员提供借鉴和参考。