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带尖角零件精冲时可能会出现较大的塌角,过大的塌角导致精冲件的产品质量达不到技术性能要求,甚至威胁产品工作的安全性。特别是传动类的齿形零件,因此开展减小或者消除精冲件塌角影响因素分析以及精冲工艺参数仿真优化,对精冲加工生产提高精冲件的质量具有重要的实际指导意义。
通过对武汉某精冲公司棘爪精冲件的生产过程和质量性能检测分析以及综合研究影响尖角零件精冲塌角相关参考文献,精冲件塌角变化在冲裁速度不变的情况下,模具的结构中凹模齿圈齿形角度参数、凹模圆角半径以及凹模齿圈相对凹模内轮廓线的距离等为主要影响因素。为此选择了汽车T53棘爪为研究对象,通过DEFORM-3D软件分别开展了以凹模齿圈齿形角度参数、凹模圆角半径以及凹模齿圈相对凹模内轮廓线的距离为变量的单因素模拟仿真试验,分析了其与精冲件塌角的关系。以单因素模拟仿真试验数据为基础,建立了三因素三水平的正交试验表,将获取的模拟仿真数据处理得到了最优参数组合。为了进一步探究减小精冲件塌角工艺,以正交试验所得的最优参数,结合正反冲工艺,数值模拟精冲件塌角的变化关系。主要研究结论如下:
(1)在其他影响因素不变的情况下,以凹模齿圈齿形角度参数、凹模齿圈相对凹模内轮廓线的距离以及凹模圆角半径为变量的单因素模拟仿真试验表明,凹模齿圈角度参数中β比α对塌角的影响大。(θ=α+β=800)其中α=β=40°时塌角变化值为1.35mm。凹模齿圈相对凹模内轮廓线的距离与精冲件塌角的大小成正比;其距离越小,精冲件的塌角越小;当凹模齿圈齿形边缘与凹模内轮廓线重合,在变形区域应力最集中,精冲件塌角最小。凹模圆角半径与精冲件塌角的大小成正比;随着凹模圆角半径增大,精冲件的塌角变化值也变大。
(2)以单因素模拟仿真试验数据为基础,建立了凹模齿圈齿形角度参数、凹模圆角半径以及精冲件塌角边缘距离为三因素三水平的正交试验表,模拟仿真数据处理表明,主要影响因素权重和最佳参数组合分别为凹模齿圈齿形角度参数(θ=α+β)对精冲塌角的影响较大,而凹模圆角半径(r)次之,凹模齿圈相对凹模内轮廓线的距离(L)影响较小;最佳参数组合当θ=80°(其中α=β=40°),r=0.2,L=0.46时,精冲件的塌角相对较小,其值为0.96mm。
(3)以正交试验所得的最优参数,结合正反冲工艺,采用正冲2mm,反冲至落料件形成工艺参数仿真了精冲件塌角变化,相比较一般精冲工艺精冲件塌角变小,其值为0.93mm。该工艺在一定程度上可以达到减小塌角的目的。
通过对武汉某精冲公司棘爪精冲件的生产过程和质量性能检测分析以及综合研究影响尖角零件精冲塌角相关参考文献,精冲件塌角变化在冲裁速度不变的情况下,模具的结构中凹模齿圈齿形角度参数、凹模圆角半径以及凹模齿圈相对凹模内轮廓线的距离等为主要影响因素。为此选择了汽车T53棘爪为研究对象,通过DEFORM-3D软件分别开展了以凹模齿圈齿形角度参数、凹模圆角半径以及凹模齿圈相对凹模内轮廓线的距离为变量的单因素模拟仿真试验,分析了其与精冲件塌角的关系。以单因素模拟仿真试验数据为基础,建立了三因素三水平的正交试验表,将获取的模拟仿真数据处理得到了最优参数组合。为了进一步探究减小精冲件塌角工艺,以正交试验所得的最优参数,结合正反冲工艺,数值模拟精冲件塌角的变化关系。主要研究结论如下:
(1)在其他影响因素不变的情况下,以凹模齿圈齿形角度参数、凹模齿圈相对凹模内轮廓线的距离以及凹模圆角半径为变量的单因素模拟仿真试验表明,凹模齿圈角度参数中β比α对塌角的影响大。(θ=α+β=800)其中α=β=40°时塌角变化值为1.35mm。凹模齿圈相对凹模内轮廓线的距离与精冲件塌角的大小成正比;其距离越小,精冲件的塌角越小;当凹模齿圈齿形边缘与凹模内轮廓线重合,在变形区域应力最集中,精冲件塌角最小。凹模圆角半径与精冲件塌角的大小成正比;随着凹模圆角半径增大,精冲件的塌角变化值也变大。
(2)以单因素模拟仿真试验数据为基础,建立了凹模齿圈齿形角度参数、凹模圆角半径以及精冲件塌角边缘距离为三因素三水平的正交试验表,模拟仿真数据处理表明,主要影响因素权重和最佳参数组合分别为凹模齿圈齿形角度参数(θ=α+β)对精冲塌角的影响较大,而凹模圆角半径(r)次之,凹模齿圈相对凹模内轮廓线的距离(L)影响较小;最佳参数组合当θ=80°(其中α=β=40°),r=0.2,L=0.46时,精冲件的塌角相对较小,其值为0.96mm。
(3)以正交试验所得的最优参数,结合正反冲工艺,采用正冲2mm,反冲至落料件形成工艺参数仿真了精冲件塌角变化,相比较一般精冲工艺精冲件塌角变小,其值为0.93mm。该工艺在一定程度上可以达到减小塌角的目的。