深孔圆环成形缺陷分析及改进方案

发布时间：2021-02-20 07:56

　　以某深孔圆环为研究对象,针对其成形过程凸模磨损的问题,采用有限元软件DEFORM-3D对其成形进行模拟,从金属流线、成形载荷、应力分布等多方面进行分析。结果表明,初始工艺能够完成制件成形,但成形过程中局部材料受到较大的挤压应力,挤内孔成形过程中的局部金属流线较乱、流动阻力较大,导致成形载荷上升、模具磨损加剧。引入锥面成形工位,将初始工艺中的挤内孔工位拆分为锥面成形和圆角填充两个工位。通过模拟和实际试模,验证了改进方案的可行性,成形后的制件表面无折叠、裂纹、刮伤等缺陷,模具寿命得到明显提高,为实际生产提供了指导。 

【文章来源】：锻压技术. 2020,45(07)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

初始工艺排样图

网格划分

合理的成形工艺应能够保证成形过程中的金属流线平缓过渡，不被切断、无涡流，局部大变形区域的突变尽可能小，表面成形工艺设计合理，能够得到力学性能较高的制件[8-10]。在该制件挤内孔过程中，底部和顶部的网格变形较大、网格明显变密，代表该区域材料受到较大挤压，应力分布如图5所示，内孔和底部材料的应力明显较大，峰值出现在内孔与圆角相接区域。损伤值评判了材料成形的开裂趋势，其值越小，代表材料变形过程中的开裂趋势越小、成形效果越好，损伤值分布如图6所示，材料损伤主要分布在材料流速较快且应力较大的衔接区域，最大值为0.487，该区域表面材料在成形过程中受到较大的挤压作用，在实际生产中易出现拉伤、破裂等缺陷。上冲头磨损如图7所示，顶端与制件直接接触的圆角区域磨损较为严重，单次成形磨损最大值为4.97×10-5mm。成形过程中，该区域材料直接施加初段成形载荷，在内孔材料与上冲头接触后，圆角区域材料流速较快，根据Archard磨损理论，成形过程中的模具磨损与材料流速和接触面应力成正比，在初始工艺方案下，圆角区域的应力和材料流速不可避免地会导致模具磨损较大。图4 载荷-时间曲线

【参考文献】：
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3042473