在金属板料冲压成形中，回弹是最难控制的成形缺陷。回弹从本质上来说，是 由于外力卸载后，板料内部的应力分布发生改变，产生弹性变形恢复的现象。因此， 回弹在板料冲压成形过程中普遍存在。回弹现象的发生导致冲压件的尺寸精度和表 面质量产生偏差，且回弹现象在弯曲和浅拉深成形过程中尤其明显，原因是板料的 内外层应力分布沿厚度方向严重不均匀。而弯曲和拉深是最为常见的两种板料成形 工艺，因此回弹现象的存在给实际工业生产带来了严重的影响，尤其是在汽车工业 和航天航空工业高速发展的时期，冲压件的使用愈加广泛，其质量要求也越来越高， 特别是近年来铝合金等轻质化金属的广泛使用，使得回弹问题变得越来越突出，成 为汽车和航天航空等工业领域的热点问题。

近年来，随着 CAE 有限元技术的不断发展与成熟，冲压模具的工艺设计开始突 破传统的设计方案，转为利用计算机模拟技术进行冲压过程的模拟和分析，并成为 目前金属板料冲压成形设计的最重要手段，利用这一技术对板料成形工艺过程进行 分析，可以获得冲压成形过程中板料的变形情况及其应力应变分布，及时了解板料 成形过程中的起皱与破裂现象，并准确的预测成形后的回弹量等。因此数值模拟分 析为模具结构设计和工艺参数优化提供了便利，对于保证工件的质量、降低生产成 本、缩短产品的开发周期具有重要的意义。

1。2 板料冲压回弹研究与发展现状

1。3 选题意义及主要研究内容

1。3。1 选题意义

回弹是在板料弯曲、拉深变形后，由于弹性变形的存在，使得成形件从模具中 取出后发生弹性恢复，从而影响零件成形精度，甚至使其不能满足设计要求。随着 汽车制造和航天航空工业的不断发展，对冲压件成形质量及精度的要求越来越高， 而作为目前常用的轻量化材料——铝合金材料，其相对钢板而言，室温下塑性成形 性能较差、回弹量大。因此，分析铝合金件冲压回弹变形的机理，利用有限元模拟 技术对回弹变形进行准确预测，在板料冲压成形领域中变得尤为重要，同时对于回 弹控制的研究有助于降低冲压件的制造成本，并缩短新产品的开发周期，降低成本。

1。3。2 研究内容文献综述

本文主要是以铝合金球形件为研究对象，利用有限元数值模拟软件 Dynaform 对 球形件在不同工艺参数下的成形及回弹过程进行模拟研究，分析各个工艺参数对成 形质量及回弹量的影响规律，并优化工艺参数。最后依据回弹量的大小，采用模具 型面修正法进行回弹控制研究，以提高零件最终的成形精度，从而为模具设计提供 参考依据。具体的研究内容包括：

(1) 分析拉深成形原理及特点，阐释球形件拉深成形过程中受力状态及易出现缺 陷种类、原因及预防措施；

(2) 利用有限元模拟软件 Dynaform 对球形件的成形过程进行数值模拟研究，建 立有限元模型，对几何模型、网络模型、材料模型及边界条件等关键问题进行处理；

(3) 通过分析拉深变形前后的减薄率，研究材料性能、摩擦系数、压边力、冲压 速度等参数对拉深成形质量的影响；

(4) 对回弹过程进行模拟仿真，分析材料性能、摩擦系数、压边力、冲压速度等 参数对回弹量的影响；

(5) 研究减少和控制回弹的方法，通过数值模拟分析模具型面补偿法控制回弹的 实际效果。

第二章 板料冲压成形与回弹

2。1 板料冲压成形基本理论

2。1。1 冲压成形过程

板料冲压成形是塑性成形领域的一种基本加工方法，其加工过程是板料在模具 的作用下，使内部产生变形内应力，当内应力的作用超过一定程度后，板料毛坯或 毛坯的某一部位发生与内应力的作用性质相应的变形，从而获得一定形状、尺寸和 性能的零件[15]。