信息摘要:
滑移線(xiàn)法的基本假設(shè)為:板料法蘭厚度不變,且處于平面應(yīng)變狀態(tài),材料各向同性,無(wú)硬化,不考慮摩擦力分布對(duì)塑性流動(dòng)的影響
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五金沖壓件滑移線(xiàn)法:
滑移線(xiàn)法的基本假設(shè)為:板料法蘭厚度不變,且處于平面應(yīng)變狀態(tài),材料各向同性,無(wú)硬化,不考慮摩擦力分布對(duì)塑性流動(dòng)的影響。
從對(duì)滑移線(xiàn)法的敘述表明,只有形狀相對(duì)簡(jiǎn)單的沖壓件才能建立相應(yīng)的滑移線(xiàn)場(chǎng)。并且只有在特別簡(jiǎn)單的邊界條件下才能從特征方求解中給出滑移線(xiàn)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。一般情況下,需利用特征方程的數(shù)值積分,根據(jù)給定的邊界條件,逐點(diǎn)遞推,求得近似滑移線(xiàn)場(chǎng),這種方法是以變換特征線(xiàn)微分方程為有限差分關(guān)系式,并利用滑移線(xiàn)的特征作為基礎(chǔ)的。因此滑移線(xiàn)法由于數(shù)學(xué)運(yùn)算比較復(fù)雜而較難在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
幾何映射法:
該方法首先由R.Sowerby等提出,他們認(rèn)為,可以不考慮變形力、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及邊界摩擦等邊界條件,根據(jù)某些假設(shè)實(shí)現(xiàn)工件到坯料的映射。首先將木制模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,利用坐標(biāo)測(cè)量?jī)x獲取節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)?;蛘哂蒀AD模型在計(jì)算機(jī)中直接劃分網(wǎng)格。假設(shè)工件在成形過(guò)程中厚度不變,變形前后網(wǎng)格的面積恒定,將三維空間網(wǎng)格向二維平面進(jìn)行映射,由此可以推知初始坯料形狀和工件的應(yīng)力分布。后來(lái)J.C. Gerdeen和P.Chen對(duì)其進(jìn)行了進(jìn)一步研究,將有限元思想引入幾何映射,對(duì)每個(gè)單元實(shí)現(xiàn)映射,并開(kāi)發(fā)了兩套程序AXIFORMH和FEPFORM分別用來(lái)處理軸對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)情況。
在國(guó)內(nèi)北京航天航空大學(xué)的席平教授對(duì)此進(jìn)行了較深入的研究,她把板材自由曲面離散成一系列的直紋面,對(duì)每一直紋面進(jìn)行了三角形離散,然后確定一基準(zhǔn)面對(duì)每一空間三角形進(jìn)行展開(kāi)。其展開(kāi)精度與直紋面、三角形離散精度有關(guān),因此確定合理的離散精度直接影響到計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度及展開(kāi)精度。
經(jīng)驗(yàn)方法
該方法主要基于一些經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式,所以其應(yīng)用范圍受到影響,主要應(yīng)用于形狀比較簡(jiǎn)單的可展沖壓件(如旋轉(zhuǎn)形件、彎曲件、或由這些簡(jiǎn)單形件組合而成的沖壓件)。總的來(lái)說(shuō),由經(jīng)驗(yàn)展開(kāi)板類(lèi)件自由曲面的方法都是屬于湊合性質(zhì)的方法,其精度受到使用者經(jīng)驗(yàn)的豐富程度、所采用的經(jīng)驗(yàn)公式及具體工藝參數(shù)的選擇等諸多因數(shù)的影響,其準(zhǔn)確度有待進(jìn)一步提高。
模擬法:
模擬法是在一定的假設(shè)條件下,根據(jù)許多物理問(wèn)題數(shù)學(xué)描述的相似性,通過(guò)數(shù)學(xué)相似理論,采用其它物理介質(zhì)構(gòu)成的模型來(lái)模擬板料法蘭的金屬流動(dòng)。Laplace和Poission方程被廣泛用于板料的成形當(dāng)中。
粱炳文等的電模擬法,利用電解液槽裝置,測(cè)量等勢(shì)線(xiàn),可得到一定深度的拉深件的毛坯外形,進(jìn)行測(cè)量的工作時(shí)間在10min內(nèi)。此方法需要設(shè)計(jì)電解液裝置及數(shù)據(jù)測(cè)量,因而其精度受到人為因數(shù)的影響。
另外一種是流體模擬法,它通過(guò)簡(jiǎn)單的流體模擬試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)輔助模擬,來(lái)求解多種不規(guī)則形狀拉深件的合理毛坯形狀。粱炳文等根據(jù)虛點(diǎn)匯流動(dòng)模型,實(shí)現(xiàn)了一種計(jì)算機(jī)輔助模擬,用理想流體的點(diǎn)匯場(chǎng)模擬尋求虛點(diǎn)匯場(chǎng)的解,使用微機(jī)自動(dòng)繪制了不同形狀、不同高度的拉深件合理毛坯外形,并以半圓頭矩形件為例做了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。流體模擬法對(duì)模擬介質(zhì)的要求很?chē)?yán)格,它要求介質(zhì)連續(xù)均勻,各向同性,易于流動(dòng)且粘度大于某一定值。
沖壓件加工包括沖裁、彎曲、拉深、成形、精整等工序。沖壓件加工的材料主要是熱軋或冷軋(以冷軋為主)的金屬板帶材料,例如碳鋼板、合金鋼板、彈簧鋼板、鍍鋅板、鍍錫板、不銹鋼板、銅及銅合金板、鋁及鋁合金板等。五金沖壓件的硬度檢測(cè)采用洛氏硬度計(jì)。小型的、具有復(fù)雜形狀的沖壓件,可以用來(lái)測(cè)試平面很小,無(wú)法在普通臺(tái)式洛氏硬度計(jì)上檢測(cè)。