34.1 問題的定義

金屬薄板局部成形是指壓窩和壓加強槽,壓窩是為了薄板零件的某種功能;壓加強槽是為了提高零件剛度的需要,這比增加零件的壁厚更有效果。在零件局部壓窩、壓加強槽時,金屬薄板會產生翹曲,影響裝配,如圖34-1所示。

34.2 保證局部成形不變形的關鍵參數

1. 材料極限強度/材料屈服強度的比值,此比值越大,越容許壓深的窩。

2. 零件材料和模具材料的摩擦系數,摩擦系數小,可以容許壓較深的窩,此值關系不大。

3. 壓窩的塑性區半徑/壓窩凸模半徑+t/2 的比值;壓加強槽的寬度,這個值是根據1-2兩個參數來確定的。

4. 壓窩高度,參見計算公式(參考文獻2, P262-265)

5. 壓邊(blank holder)力,需要先計算壓延力,再取壓延力的1.3倍。

6. 料厚,料越厚,就容許壓加強槽越深。

34.3 成形時的翹曲的克服

1. 按參考文獻2 P262,正確選擇關鍵參數。

2. 從經驗看不能采用簡易模具,要采用規范模具,特別是要注意壓邊力要大于成形力,在成形加強槽的過程中,材料是局部塑性變形,也就是塑性拉伸,不變形的部分要壓緊,不能有位移(對于深拉伸的零件在拉伸過程中材料是有位移的,而且可以通過壓邊力的大小來避免材料的拉裂)。

3. 因為不僅僅是壓窩部分有塑性變形,還有壓窩直徑2倍的面積內也會有部分塑性變形,這部分的面積還有一些彈性變形,這就會有些回彈,造成零件的不平整,當調整關鍵參數也不能保證平整,可以利用后續的沖壓工序再復平一次。

4. 成形時的翹曲可以用ANSYS、AutoForm等CAE軟件做數值模擬,以避免模具的多次調整。可參見參考文獻2.

5. 如果采用了各種方法避免不了翹曲,還可以采用校平模的方法。

34.4 參考文獻

1.陳文亮 板料成形CAE分析教程 機械工業出版社 2005.3

2.梁炳文,冷沖壓工藝手冊 北航出版社 2004.