【摘要】：為改善鋁合金蒙皮零件的成形質(zhì)量,降低蒙皮拉形零件的生產(chǎn)成本,以VTL1000拉形機(jī)生產(chǎn)的某復(fù)雜變截面蒙皮零件為例,基于Dyna Form軟件,對(duì)蒙皮拉形過(guò)程進(jìn)行了有限元仿真研究。結(jié)合對(duì)仿真結(jié)果中蒙皮厚度和應(yīng)變分布的分析,研究了相關(guān)工藝參數(shù)對(duì)蒙皮拉形的影響,并對(duì)傳統(tǒng)的拉形方式進(jìn)行了改進(jìn);結(jié)合該零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),給出了一種最佳模具傾角參數(shù)的設(shè)計(jì)方法,可以進(jìn)一步提高成形質(zhì)量;最后,根據(jù)仿真結(jié)果,制定了該零件工藝方案,并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了該工藝方案的可行性。
【圖文】：

1657mm×270mm×323mm，材料的力學(xué)性能如表1所示。W態(tài)為新淬火狀態(tài)，具體為固溶熱處理、淬火、自然時(shí)效不超過(guò)10min。由圖1可知，該零件沿寬度方向曲率變化較大，包含較多的成形特征，如整體外凸、無(wú)內(nèi)凹的特征，為典型的復(fù)雜變截面蒙皮零件。表17B04－W材料的力學(xué)性能Table1Mechanicalpropertyof7B04－W厚度/mm楊氏模量/GPa泊松比密度/(kg·m－3)屈服極限/GPa硬化指數(shù)n應(yīng)變強(qiáng)化系數(shù)K/GPa1.572.980.3727000.4390.0840.6811.2成形設(shè)備試驗(yàn)設(shè)備為VTL1000型數(shù)控蒙拉機(jī)。該拉形設(shè)備為橫縱一體數(shù)控拉形機(jī)，工作臺(tái)的上頂力為10000kN，包含2套可以彎曲的夾鉗組件，4個(gè)拉伸作動(dòng)筒，3個(gè)模具工作臺(tái)，4個(gè)托架和1個(gè)上壓機(jī)圖1蒙皮零件CATIA模型Fig.1CATIAmodelofskinpart構(gòu)，輔助功能包括夾鉗旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng);該設(shè)備機(jī)構(gòu)動(dòng)作包括:①托架平移，即托架沿導(dǎo)軌在X軸方向上運(yùn)動(dòng);②U型臂俯仰，即U型臂相對(duì)于托架繞A1軸旋轉(zhuǎn);③拉伸桿伸縮，即拉伸桿相對(duì)于U型臂沿A2軸運(yùn)動(dòng);④模具工作臺(tái)上頂，即工作臺(tái)沿Z軸運(yùn)動(dòng)。圖2為VTL1000數(shù)控拉形機(jī)的機(jī)構(gòu)示意圖。圖中的坐標(biāo)系為本文假設(shè)的機(jī)床零點(diǎn)［3］。圖2VTL1000數(shù)控拉形機(jī)機(jī)構(gòu)示意圖Fig.2StructuresketchofVTL1000CNCstretchformingmachine1.3工藝分析采用橫拉成形的工藝，基于該零件的結(jié)構(gòu)特征，并結(jié)合有限元仿真的可行性，在不影響仿真成形結(jié)果的條件下，對(duì)成形模具進(jìn)行了相應(yīng)的簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)模具模型如圖3所示，其幾何尺寸為1780mm×270mm×518mm�？紤]拉形機(jī)VTL1000的工作范圍、拉形過(guò)程和切邊加工過(guò)程，決定采用尺寸為2100mm×1750mm的矩形毛料。結(jié)合零件的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，選擇兩種拉形工藝，即“預(yù)拉－包覆－補(bǔ)拉”記為工藝1，“預(yù)拉－拉伸包覆－補(bǔ)拉”工藝記為工藝

拉機(jī)。該拉形設(shè)備為橫縱一體數(shù)控拉形機(jī)，工作臺(tái)的上頂力為10000kN，包含2套可以彎曲的夾鉗組件，4個(gè)拉伸作動(dòng)筒，3個(gè)模具工作臺(tái)，4個(gè)托架和1個(gè)上壓機(jī)圖1蒙皮零件CATIA模型Fig.1CATIAmodelofskinpart構(gòu)，輔助功能包括夾鉗旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng);該設(shè)備機(jī)構(gòu)動(dòng)作包括:①托架平移，即托架沿導(dǎo)軌在X軸方向上運(yùn)動(dòng);②U型臂俯仰，即U型臂相對(duì)于托架繞A1軸旋轉(zhuǎn);③拉伸桿伸縮，即拉伸桿相對(duì)于U型臂沿A2軸運(yùn)動(dòng);④模具工作臺(tái)上頂，即工作臺(tái)沿Z軸運(yùn)動(dòng)。圖2為VTL1000數(shù)控拉形機(jī)的機(jī)構(gòu)示意圖。圖中的坐標(biāo)系為本文假設(shè)的機(jī)床零點(diǎn)［3］。圖2VTL1000數(shù)控拉形機(jī)機(jī)構(gòu)示意圖Fig.2StructuresketchofVTL1000CNCstretchformingmachine1.3工藝分析采用橫拉成形的工藝，基于該零件的結(jié)構(gòu)特征，并結(jié)合有限元仿真的可行性，在不影響仿真成形結(jié)果的條件下，對(duì)成形模具進(jìn)行了相應(yīng)的簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)模具模型如圖3所示，其幾何尺寸為1780mm×270mm×518mm�？紤]拉形機(jī)VTL1000的工作范圍、拉形過(guò)程和切邊加工過(guò)程，決定采用尺寸為2100mm×1750mm的矩形毛料。結(jié)合零件的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，，選擇兩種拉形工藝，即“預(yù)拉－包覆－補(bǔ)拉”記為工藝1，“預(yù)拉－拉伸包覆－補(bǔ)拉”工藝記為工藝2。并通過(guò)有限元分析，確定拉形工藝的最終方案。該零件在蒙皮拉形過(guò)程中易出現(xiàn)起皺、粗晶和54鍛壓技術(shù)第41卷

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10 王麗麗;李東升;曹s

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