板料
冲压成形过程是板料相对于模具运动变形的过程,期间伴随有摩擦现象。摩擦力是板料成形中重要的外力之一,它既影响成形力的大小和能量消耗,又影响板料的成形性能、回弹量和零件的表面质量。 围绕冲压过程中的摩擦特性,前期许多研究主要是根据试验或数值仿真结果分析不同润滑剂对板料成形的影响,有些文献主要是研究在塑性变形过程中摩擦力的形成原因,建立板料与模具相对滑动时的摩擦力学模型。但是由于板料冲压成形过程中,摩擦力变化极其复杂,人们至今对其规律还未能深入地认识。在将摩擦力产生的机理与有限元数值仿真技术相结合研究不同润滑条件下板料冲压成形的摩擦特性方面还存在不足。 板料冲压成形质量可用有无成形质量缺陷、板厚变化是否均匀来评价。由于不同类型的冲压件易出现的质量问题不同,企业关注的缺陷质量指标有所不同。
本文研究的某汽车后端板加强件属于内部覆盖件,其最主要的成形缺陷是破裂和起皱,很多企业常以最大减薄率作为质量评价指标来反映产品的起皱和破裂情况。由于数理统计中的方差能较好地表征各数据偏离平均值的离散程度,为了量化冲压成形板厚变化均匀程度,本文提出在板料最大减薄率小于 25%的前提下,以有限元分析中各单元减薄率 hi的方差 z 作为板料冲压成形质量评价指标,方差数值越小说明成形后板厚变化越均匀,成形质量越高。随着板料与模具间摩擦系数的增大,板料成形后的减薄率方差呈增大趋势,当摩擦系数大0.175 后,板厚变化均匀程度明显变差。而且总摩擦力随着冲压进程不断增大,不同润滑条件下,总摩擦力的变化走势基本一致,但成形后期摩擦力快速增加,最终值的差异较大。研究结果说明改善润滑条件对提高板料成形质量、减少摩擦力具有良好的效果。
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