图1
所选用的材料是SAPH440,材料参数及性能如下表:
2 有限元模型的建立
有限元模型如图2所示。
有限元模型均采用壳单元,工具网格为刚体单元,其尺寸为:最大尺寸为10,最小尺寸为0.5,弦高误差0.15,间隙公差为2.5;板料的几何尺寸为半径110mm的圆形板料,板料网格为圆形板料网格,网格尺寸为:网格大小尺寸为1,内圆半径27。
3 数值模拟结果
用Dynafom进行不同间隙的冲压成型模拟结果如图3所示。
图3
从图3可以看出,不同的间隙冲压成型后最大减薄率不同,且筒壁上的成型效果各不相同,最大减薄率均在凸模圆角处,间隙为2.0t时筒壁上减薄率从凸模圆角到凹模圆角逐渐减小,在筒壁上有两条绿色的条纹,此处的减薄率低于其附近的黄色区域;从图3的b,c图看出筒壁上的红色条纹增多,且逐渐连成片,但筒壁上的同一深度的平均减薄率b大于c图,bed图在底部圆角的两侧,出现了两个明显的缩颈区。
从图4-a上看出当间隙从2.0t~2.2t时最大减薄率逐渐减小,从间隙2.0t时的26.84%减小到2.2t时的14.80%;间隙从2.2t~2.4t时最大减薄率逐渐增大,但增大幅度较小,当间隙为2.4t时圆筒件的最大减薄率为15.68%。由此可见模具的间隙过小,毛坯在通过间隙时产生的较直与减薄变形均会引起较大的拉深力,以致零件的侧壁变薄现象严重,甚至会使零件破损;若间隙过大,则对毛坯的较直作用就比较小,冲出的零件由于回弹的作用将会产生较大的畸变。
从图4-b可以看出当间隙小于2.1t时,圆筒件冲压成型后的回弹量随间隙的增大而减小;当间隙大于2.1t时,回弹量随间隙的增大而增大,当间隙为2.25t时回弹量最大为0.60;当间隙大于2.25t时回弹量随间隙的增大而减小;间隙为2.4t时的回弹量较2.35t时的略有增加。所以当间隙为2.15t时的圆筒件成型效果最好。