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轉發自：機械設計與製造第11期

作者：張國智

（新鄉（xiāng）學院機電工程學院，河南新鄉453003）

2．1典（diǎn）型零件（jiàn）簡介

對於忡壓工藝而言（yán），要想實（shí）現智能化，必須對衝壓工藝進行所研究零件衝壓示意圖，如圖1所示。

板料材料為厚度為精確的控製，因而，關於精密衝壓工藝“及衝壓工藝（yì）力學機理閻的Imm的A3鋼（gāng）板。根據模具設計手冊各個設（shè）計參數，如表1所示。

研究一直是研究熱點。在衝壓工藝中（zhōng），拉深和翻邊工藝應用較為（wéi）並且查得（dé）臨界翻邊的預製孔直徑為68mmo當預製孔直徑

近年來，關於翻（fān）邊模具優化設計圈、拉深翻邊複合成形工藝時，發生的主要是（shì）拉深變形（xíng），得到的是帶預（yù）製孔的拉深（shēn）件；

2，2模型的建（jiàn）立及計算結果的驗證（zhèng）

當拉深的壓邊力等（děng）於翻邊力時，是翻（fān）邊的極（jí）限臨（lín）界（jiè）值

即：4刀一（+20）]q=l.lT(d2-d)tff式中：D以，d山，／一平板坯料的（de）外徑（jìng），翻邊後直徑，平板坯料預製孔直徑，凹（āo）模圓角半徑，板料厚度“，q一板材的屈服（fú）應（yīng）力（lì），單位壓邊力

由表1的衝壓的幾何尺寸參數，各個幾何參數為：佻147mm， dF99mm,rF55mm,t=1mm材料選取Q235鋼，材料及工藝參數為： Cs=235MPa,q=25MPao求得（dé）臨界翻邊的預製孔直徑d為（wéi）77，5mm，與實驗（yàn）中的極限翻邊預製孔直徑卩0]的相對誤差為13．97％，由此，驗證了理論模型的準確性（xìng）

3有限（xiàn）元模型的建立與驗證

帶預製孔件（jiàn），當預製孔徑小（xiǎo）的（de）時候是拉深，當預製孔徑大的時候變（biàn）成翻邊變形，因而，本（běn）節建立以預製孔徑為參數的衝壓有限元模型各（gè）個幾何參數

如表1所示拉深過程具有（yǒu）對性，因（yīn）而隻對其] /4進（jìn）行分析。

當無預製孔（kǒng）時的有限元模型，如圖2所示

應用ANSYS進（jìn）行顯式求解，衝壓模具和壓邊圈為剛體，板材采用冪指數材料，板材最終成形（xíng）時的（de）有限元計算結果，如圖3所示

表1衝壓模具及坯料的幾何參（cān）數

從圖3中可見，拉深件沒有出（chū）現褶皺（zhòu），說（shuō）明計算結果與實驗結（jié）果相（xiàng）符

此外（wài），根據有限元計算的拉深力和根據實驗的經驗公式計算的拉（lā）深（shēn）力的相對誤差僅為8．65％，由此驗證了所建立的有機理分析

4衝（chōng）壓變形（xíng）限元模型的準確性

4· 1預製孔為翻（fān）邊臨界值時變形過程分析

當零件（jiàn）衝壓的幾何參數如表1所示時，且預（yù）製孔徑為臨界（jiè）值68mm時，應（yīng）用所建立的有（yǒu）限（xiàn）元（yuán）模型分別對壓（yā）邊力為 1 &228KN、8KN、OKN進（jìn）行了有限元分析，其中，1 &228KN是根據

拉深變（biàn）形計算的壓邊力六分析結果，如圖4、圖5所示

從圖4中可見（jiàn），雖然（rán）材料沒有被完全壓（yā）緊

因為，按照拉深計算的壓邊力是保證在成形過程中不出現褶皺，但（dàn）不會阻礙材料的流動，材料完成的是翻邊

當壓邊力為8KN時仍然發生的是翻邊，表麵平整，但無壓（yā）邊（biān）力時發生的也是翻邊

但成形後凸（tū）緣部分有較大的褶皺，這說明，有（yǒu）無壓（yā）邊力，均發生的（de）是（shì）翻邊變形但從圖5（a）中可見（jiàn），當壓邊（biān）力不同時，預製孔（kǒng）的變形不同（tóng）

有壓邊力時變形近似，但與無壓邊力完全不同，從圖5（b）中可見，材（cái）料在凸模下行10mm之前，材料有流動

也就是這是發生了很小（xiǎo）的（de）拉深變形，雖然流（liú）動不大，且壓邊力越小材（cái）料向凹模口（kǒu）流動的越大（dà），當凸模行程大於20mm時，材料的流動很小