CN100发动机油底壳基于Dynaform的有限元拉深模拟与实验研究

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CN100汽车发动机油底壳是非常典型的“龙门口”类型的板料冲压拉深零件,这种类型的零件变形程度大、尺寸精度高、拉延深度深,拉深变形时的受力情况、金属变形情况以及流动规律都极为复杂。而且金属板料冲压的时候容易出现起皱、破裂、减薄、未充分拉深和出现回弹量过大等问题。   本文采用Dynaform软件进行冲压模拟,首先设计了两种一次性冲压成形的方案进行冲压模拟,任意选取会破裂的节点,跟踪其运动轨迹,并且得到其从冲压开始到冲压结束在X、Y、Z方向上的应力曲线图,通过观测节点所处的区域在破裂那一瞬间的应力图,得知使零件破裂的应力为该节点Z方向的应力。模拟结果也证明了一次性冲压的不可行性。   设计两种二次冲压成形的初始方案。在“有起皱倾向”、“有拉裂倾向”的区域任意选取一节点,跟踪这些节点运动轨迹,并且得到这些节点在冲压开始到冲压结束在X、Y、Z方向上的应力曲线图。那么通过观测这些节点在有起皱瞬间、有拉裂倾向瞬间的时间点所对应的应力曲线图,发现使浅盒顶部位置有起皱倾向的应力来自节点X方向,使侧壁有起皱倾向的应力来自于节点Z方向,使侧壁有拉裂倾向的应力来自于节点Z方向。   改良方案为,针对在第二次冲压时出现的“起皱倾向”、“拉裂倾向”采用改凸模圆角半径以及腰部圆弧半径为原来的1.5倍的办法来改善。对“起皱倾向”“未为充分拉深”采用直径6mm,深度3mm的半圆形拉深筋的办法来解决。通过模拟以及实验试模表明,该方法对第一种方案有一定效果,对第二方案效果良好,最后方案采用改良后的第二种方案。   确定最终方案后,利用Dynaform分析软件对油底壳冲压件切边前后的回弹进行了分析,因为零件切边前后的回弹量与零件的贴模特性关系密切,如果拉深阶段贴膜程度越高,那么塑性变形就越充分,零件的回弹量就越小,如果贴膜程度低,回弹量就越大。由于采用的方案贴模性很好,所以切边以后回弹量很低,绝对尺寸没有超过允许的2mm.
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