一种半椭球形零件充液拉深液压加载区间的设计方法

摘要

一种半椭球形零件充液拉深液压加载区间的设计方法，本发明涉及拉深液压加载区间的设计方法。本发明是要解决现有技术控制起皱，存在工序复杂，成形精度难以保证的缺点、处理起皱缺陷时，成形周期长，生产成本高、工艺试验中大尺寸零件对于设备吨位要求高，能耗大缺少理论指导，增加了优化加载区间的难度的问题，而提出的一种半椭球形零件充液拉深液压加载区间的设计方法。该方法是通过一、设定成形材料的基本力学性能；二、凹模区域板料面积R^h；三、计算和四、得到P_r曲线以及P_w曲线；五、获得曲线O-A；六、构成合适的工艺加载区间等步骤实现的。本发明应用于拉深液压加载区间的设计领域。

主权项

一种半椭球形零件充液拉深液压加载区间的设计方法，其特征在于一种半椭球形零件充液拉深液压加载区间的设计方法具体是按照以下步骤进行的：步骤一、根据半椭球形零件的几何方程和成形材料设定模具的几何尺寸、坯料的几何尺寸和成形材料的基本力学性能；其中，半椭球形零件长轴半径为a，半椭球形零件短轴半径为b，成形材料的基本力学性能包括板厚方向性系数R、硬化指数n、强度系数K和分散性失稳应力σ_rc；步骤二、通过曲线绕轴旋转的回转体面积积分方法计算半椭球形凸模下行h时对应的进入凹模区域板料面积；根据凹模区域板料面积计算凹模区域板料对应外边缘半径R^h；其中，凹模区域板料面积包括：贴靠半椭球形凸模区域面积和反胀区域面积两部分；进入凹模区域板料对应外边缘半径R^h的具体公式为：$R^h=\sqrt{\frac{{{\mathrm{\pi R}}_0}^2+{\mathrm{\pi a}}^2-S_A^h-S_B^h}{\pi }};$其中，R₀为坯料半径；步骤三、计算半椭球形凸模达到充液拉深行程为h时的临界起皱液室压力和临界破裂液室压力其中，$P_w^h=\frac{2{\sigma }_r\left(a\right)·t·{\mathrm{sin\alpha }}_h}{L_h},P_r^h=\frac{[{\sigma }_{rc}-{\sigma }_r\left(x_h\right)]·t}{x_h·{\mu }_1};$其中，σ_r为径向应力、t为坯料厚度、α_h为半椭球形凸模与板料相切线和水平面所成角度、L_h为反胀区域宽度、x_h为半椭球形凸模与板料切点的横坐标、μ₁为半椭球形凸模与板料的摩擦系数；步骤四、将h+c重复以上步骤二～步骤三，直到获得全部拉深行程h+c＝b为止，从而获得半椭球形零件短轴半径为b的对应的临界破裂液室压力P_r曲线以及半椭球形零件短轴半径为b的对应的临界起皱液室压力P_w曲线；其中，c为半椭球形凸模下行的增加量；c的范围为1mm～10mm；步骤五、使用S型曲线slogistic3拟合的方法对临界破裂液室压力P_r曲线和计算得到的临界起皱液室压力P_w曲线进行拟合，获得曲线O‑A；步骤六、取P_r曲线和P_w曲线的交点B，将点B与原点O连接，曲线O‑B‑P_r为合适的工艺区间的上边界，拟合曲线O‑A为合适的工艺区间的下边界，利用曲线O‑B‑P_r和O‑A构成的区间为合适的工艺加载区间。