拉延筋與壓邊力對(duì)金屬板料成形過(guò)程的影響
Hoon Huh*, Jung-Han Song*, Se-Ho Kim**, Seung-Ho Kim***
*機(jī)械工程學(xué)院， 韓國(guó)科學(xué)與技術(shù)高級(jí)研究所
科技城，大田， 305-701 ，韓國(guó)
**車(chē)輛和發(fā)展&分析團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)代，起亞汽車(chē)公司
Whasung-Si, Gyunggi-Do， 445-706 ，韓國(guó)
***機(jī)械與航空航天工程學(xué)院，洛杉磯加州大學(xué)
洛杉磯，加州90095-1597 ，美國(guó)。
摘要
論文主要講述了拉延筋和壓邊力對(duì)金屬板料成形部位的定量影響。剛剛進(jìn)行了為板料金屬成形有限元分析提供拉延筋約束力的拉延筋分析。拉延筋分析已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了兩步：第一，實(shí)現(xiàn)了拉延成形分析；第二，實(shí)現(xiàn)了拉延分析。分析結(jié)果提供了拉延筋約束力的設(shè)置以及拉延筋位置的安排，它用來(lái)作為金屬板料成形有限元分析的邊界條件。之后，進(jìn)行了金屬板料成形分析，用來(lái)研究拉延筋對(duì)成形質(zhì)量的影響。研究結(jié)果表明，形成過(guò)程隨著約束方法不同而變得完全不同，所以如果只使用壓邊力，成形是不能取得成功的，但是如果使用拉延筋，則會(huì)取得成功。通過(guò)對(duì)分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果的比較，人們還注意到，目前的分析方法對(duì)金屬板料成形仿真是有效的。
引言
金屬板料成形過(guò)程受許多工藝參數(shù)的影響，如模具結(jié)構(gòu)、毛坯的初始形狀、壓邊力、拉延筋力、摩擦力等等。最近有很多研究針對(duì)如車(chē)身覆蓋件之類(lèi)形狀復(fù)雜零件的工藝性及成形性分析。形狀復(fù)雜的拉深件，其工藝性很大程度取決于沖壓過(guò)程中材料流入模腔的情況。通常材料的流動(dòng)用壓邊力和拉延筋以及毛坯初始形狀來(lái)控制，以便保證零件質(zhì)量，避免起皺和拉裂。然而，壓邊力不是一個(gè)能精確控制材料流動(dòng)的工具，某些情況下，需要的壓邊力會(huì)超出壓邊裝置能力范圍。為了有效控制材料的流動(dòng)，拉延筋作為一個(gè)能提供合適約束力以控制沖壓過(guò)程中毛坯向模具型腔流動(dòng)的結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用于金屬板料成形過(guò)程。
拉延筋在金屬板料成形中扮演著一個(gè)重要的角色，而且其功能也是如車(chē)身覆蓋件之類(lèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件成形不可或缺的部分。然而，除非拉延筋的維數(shù)相對(duì)于典型的維數(shù)已經(jīng)足夠小，否則很難在實(shí)際有限元模擬中使用。網(wǎng)格系統(tǒng)必須足夠精確的描述拉延筋，而且計(jì)算時(shí)間也會(huì)大幅度增加?；谶@個(gè)原因，界定工具表面約束力的等效拉延筋被用于金屬板料成形模擬。這個(gè)等效拉延筋的約束力是通過(guò)一個(gè)2-三維有限元模擬或者一個(gè)試驗(yàn)得出的。