信息摘要:
滑移線法的基本假設(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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五金沖壓件滑移線法:
滑移線法的基本假設(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)滑移線法的敘述表明,只有形狀相對(duì)簡單的沖壓件才能建立相應(yīng)的滑移線場(chǎng)。并且只有在特別簡單的邊界條件下才能從特征方求解中給出滑移線的數(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,求得近似滑移線場(chǎng),這種方法是以變換特征線微分方程為有限差分關(guān)系式,并利用滑移線的特征作為基礎(chǔ)的。因此滑移線法由于數(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)量儀獲取節(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,并開發(fā)了兩套程序AXIFORMH和FEPFORM分別用來處理軸對(duì)稱和非對(duì)稱情況。
在國內(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。其展開精度與直紋面、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)用于形狀比較簡單的可展沖壓件(如旋轉(zhuǎn)形件、彎曲件、或由這些簡單形件組合而成的沖壓件)。總的來說,由經(jīng)驗(yàn)展開板類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)許多物理問題數(shù)學(xué)描述的相似性,通過數(shù)學(xué)相似理論,采用其它物理介質(zhì)構(gòu)成的模型來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,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,它通過簡單的流體模擬試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)輔助模擬,來求解多種不規(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)的要求很嚴(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,可以用來測(cè)試平面很小,無法在普通臺(tái)式洛氏硬度計(jì)上檢測(cè)。