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轉發自：機械設計與制造第11期

作者：張國智

（新鄉學院機電工程學院，河南新鄉453003）

2．1典型零件簡介

對于忡壓工藝而言，要想實現智能化，必須對沖壓工藝進行所研究零件沖壓示意圖，如圖1所示。

板料材料為厚度為精確的控制，因而，關于精密沖壓工藝“及沖壓工藝力學機理閻的Imm的A3鋼板。根據模具設計手冊各個設計參數，如表1所示。

研究一直是研究熱點。在沖壓工藝中，拉深和翻邊工藝應用較為并且查得臨界翻邊的預制孔直徑為68mmo當預制孔直徑

近年來，關于翻邊模具優化設計圈、拉深翻邊復合成形工藝時，發生的主要是拉深變形，得到的是帶預制孔的拉深件；

2，2模型的建立及計算結果的驗證

當拉深的壓邊力等于翻邊力時，是翻邊的極限臨界值

即：4刀一（+20）]q=l.lT(d2-d)tff式中：D以，d山，／一平板坯料的外徑，翻邊后直徑，平板坯料預制孔直徑，凹模圓角半徑，板料厚度“，q一板材的屈服應力，單位壓邊力

由表1的沖壓的幾何尺寸參數，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求得臨界翻邊的預制孔直徑d為77，5mm，與實驗中的極限翻邊預制孔直徑卩0]的相對誤差為13．97％，由此，驗證了理論模型的準確性

3有限元模型的建立與驗證

帶預制孔件，當預制孔徑小的時候是拉深，當預制孔徑大的時候變成翻邊變形，因而，本節建立以預制孔徑為參數的沖壓有限元模型各個幾何參數

如表1所示拉深過程具有對性，因而只對其] /4進行分析。

當無預制孔時的有限元模型，如圖2所示

應用ANSYS進行顯式求解，沖壓模具和壓邊圈為剛體，板材采用冪指數材料，板材最終成形時的有限元計算結果，如圖3所示

表1沖壓模具及坯料的幾何參數

從圖3中可見，拉深件沒有出現褶皺，說明計算結果與實驗結果相符

此外，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深力的相對誤差僅為8．65％，由此驗證了所建立的有機理分析

4沖壓變形限元模型的準確性

4· 1預制孔為翻邊臨界值時變形過程分析

當零件沖壓的幾何參數如表1所示時，且預制孔徑為臨界值68mm時，應用所建立的有限元模型分別對壓邊力為 1 &228KN、8KN、OKN進行了有限元分析，其中，1 &228KN是根據

拉深變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，雖然材料沒有被完全壓緊

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，表面平整，但無壓邊力時發生的也是翻邊

但成形后凸緣部分有較大的褶皺，這說明，有無壓邊力，均發生的是翻邊變形但從圖5（a）中可見，當壓邊力不同時，預制孔的變形不同

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，材料在凸模下行10mm之前，材料有流動

也就是這是發生了很小的拉深變形，雖然流動不大，且壓邊力越小材料向凹模口流動的越大，當凸模行程大于20mm時，材料的流動很小