具有不同锥度侧壁的浅锥盒形件液压成形的数值模拟与实验研究

液压成形法属于软模成形，是一种冲压成形新工艺。与传统工艺相比，有制模简单、成本低、产品精度高等优点，尤其适用于在一道工序内成形具有复杂形状的零件。 锥盒形件是非直壁类零件，其变形既具有锥形件成形中悬空侧壁易失稳起皱的特点，又有盒形件拉深时周边各处变形不均匀的特征，是薄板冲压件中较难成形的一类零件。其中具有不同锥度侧壁的锥盒形件比侧壁锥度相同的锥盒形件更难成形。针对传统工艺拉深具有不同锥度侧壁的锥盒形件难以一次成形的特点，本文提出了利用液压成形工艺，采用数值模拟与实验研究相结合，对具有不同锥度侧壁的锥盒形件的成形进行研究。 利用大型非线性有限元分析软件ANSYS在普通拉深和液压成形两种工艺下对具有不同锥度侧壁的浅锥盒形件成形的力学过程进行了数值模拟，计算结果表明，与传统拉深工艺相比，液压成形方法能提高侧壁及拐角处的成形性，可以在一道工序内成形复杂形状的锥盒形件。 通过数值模拟，对液压成形条件下应力应变的分布进行了分析，对可能发生起皱和破裂的部位进行了预测，并且对拐角处起皱的原因进行了分析。在有、无拉深筋两种情况下，对液压成形具有不同锥度侧壁的浅锥盒形件的数值模拟结果表明，合理地添加拉深筋可以改变和分配凸缘变形区金属的流动阻力，消除拐角处的起皱现象。对影响液压成形的关键参数液池压力和压边力进行了模拟计算，给出了使锥盒形件顺利成形的液池应力加载方式，变化区域以及压边力区域。 设计了一套适用于液压成形的实验系统，并利用该系统测定了具有不同锥度侧壁的浅锥盒形件液压拉深可成形的液池压力曲线形式和变化范围以及压边力的变化区域。提出采用薄板插入法模拟拉深筋的作用，并给出了薄板插入的合理位置及尺寸。 本文的实验结果与模拟计算的结果相吻合，证明了模拟计算的可靠性。