1。2 国内外研究现状及发展趋势

1。2。1 拉深成形技术的应用及研究

1。2。2   数值模拟在拉深成形研究中的应用

1。3 课题的研究意义及主要内容

由于杯形件在成形过程中所受的力比较复杂并且杯形件厚度较小，容易在外力的 影响下发生变形，因此薄板件在拉深成形过程中容易出现各种成形缺陷，这些缺陷会 给零件的生产带来巨大的损失。为更好的生产出合格的零件，需要选择合适的模具。 作为零件生产过程中的重要组成部分，模具的设计与生产有着重要的意义。传统的模 具设计依靠于从业人员日积月累的经验，并结合生产试验的方法进行调整。这种方式 势必会造成人力物力大量的浪费，而采用有限元模拟的方法则能快速而准确地得到拉 深成形工艺参数。因此，有限元模拟对板料件拉深成形具有着重要的意义。

运用仿真模拟软件 Dynaform 对拉深成形过程进行数值模拟，优化工艺参数，选 取合适的工艺方案，可提供零件成形质量，降低生产成本，提高生产效率，大幅度提 升经济效益。

本文通过模拟仿真软件 Dynaform 对杯形件拉深成形过程进行数值模拟研究，并 在此过程中运用控制变量法获取零件拉深成形过程中的最佳工艺参数。具体内容如 下：

（1）阐明杯形件拉深成形机理、变形特点，分析成形过程中易发生的缺陷及相 应预防措施；

（2）依据板料件拉深成形理论设计拉深工艺方案，计算工艺参数，为后续数值 模拟分析提供理论依据；文献综述

（3）根据弹塑性有限元基本理论，建立弹塑性模型，对网格划分、材料参数设 置以及边界条件设置等关键问题进行处理，利用软件 Dynaform 对拉深件的成形过程 进行模拟；

（4）以控制变量法分别对压边力、凸凹模间隙、凹模圆角半径和摩擦系数等工 艺参数对拉深件拉深质量的影响进行研究，获得优化的工艺参数，提供零件的成形质 量。

第二章 杯形件拉深成形理论

2。1 拉深成形的过程及特点

拉深是利用拉深模具的外形尺寸等工艺参数将平板毛坯压制成各种具有特定形 状尺寸的开口空心工件，或是将开口空心件再加工成其他形状空心件的一种冲压加工 方法。如图 2-1 所示为典型的拉深成形过程，在这过程中平板毛坯被拉深成为杯形件。 拉深时，随着凸模的不断向下移动，留在凹模断面的平板毛坯外径不断缩小，板料毛 坯被凸模逐渐拉入到凸凹模之间的间隙中而形成直壁，而留在凸模下面的材料则成为 拉深件的底部。当板料全部进入凸凹模之间的间隙里时则代表着拉深过程的结束，平 板毛坯就变成具有一定直径与形状的杯形件毛坯。毛坯经过一定的处理就形成了杯形 件。

图 2-1 杯形件拉深

（1-凸模 2-压边圈 3-凹模 4-胚料 5-拉深件）

要将一块圆形平板毛坯加工成一个开口的杯形件，除使用拉深成形工艺外，还可 以用焊接的工艺进行加工。将一定的板料零件从毛坯上切割下来并焊接在一起形成杯 形件，但在这一过程中会切除许多废料，说明平板毛坯在成形成杯形件的过程中必须 去除多余的材料，才能够顺利成形。但在拉深成形过程中并不存在去除材料这个过程， 因此，只能认为平板毛坯在拉深成形过程中，多余的材料在模具的作用下产生了流动。

通过对以往板料网格试验结果的分析，可知在杯形件拉深试验前后，杯形件底部