【正文】 發(fā)藍。由于塑性變形總是伴有彈性變形。各方位高度不同，在宏觀上形成了凸耳。 拉深凸耳 由于金屬板料的面內(nèi)各向異性。、凸耳及回彈拉深過程中．材料經(jīng)過塑性變形從凸緣轉(zhuǎn)化為筒壁，從而產(chǎn)生了應變硬化效應。經(jīng)過拉深變形后才形成簡壁，材料經(jīng)過程度較大的變形之后，產(chǎn)生顯著的應變硬化效應。 凸緣材料經(jīng)過凹模圓角區(qū)拉入凹模型腔時．在凹模圓角處，材料除受徑向拉深外，同時產(chǎn)生塑性彎曲，使板厚減小。隨著凸緣區(qū)的不斷減小，筒壁高度逐漸增大。直徑D的平板毛坯在凸模的作用下，逐漸地被拉入凹模形成圓筒。按照材料變形情況，拉深可劃分為正拉深、反拉深、變薄拉深和特種拉深等。因此，在日用品、電器元件、機械零件、飛機結構件和汽車零件的成形中，有著廣泛的應用。拉深也稱壓延．是鈑金成形的基礎性工藝。對較厚的樹料則需預先壓槽再彎曲()，此時最小彎曲半徑可以減小，或增加彎邊高度，彎曲后再切掉多余部分。(a)所示的是一般工藝孔，(b)為月牙形工藝孔[27]。 帶缺口的彎曲件對于帶孔的彎曲件，若先沖好孔再將毛坯彎曲，則孔的位置應處于彎曲變形區(qū)外()，否則孔要發(fā)生變形。若工件不對稱時，為了阻止板料偏移，在設計模具結構時應考慮增設壓料板，或增加工藝定位孔。若工件要求的彎曲半徑很小或清角時，可分兩次彎曲：第一次彎成較大的彎曲半徑，然后退火；第二次再根據(jù)工件要求的彎曲半徑進行彎曲。彎曲件的工藝性分析是根據(jù)彎曲過程的變形規(guī)律，并總結彎曲件實際生產(chǎn)經(jīng)驗而提出的。彎曲時，應先彎外角，后彎內(nèi)角，前次彎曲必須考慮使后次彎曲有可靠的定位，后次彎曲不能影響前次成形的部分。對于r/t較小的彎曲件，由于板厚有明顯的變薄現(xiàn)象，按照體積不變條件．必然造成板料長度的增加[27]。(a)。 彎曲前后坐標網(wǎng)格的變化 變薄系數(shù)η的值r/t12510η1 (4) 板料相對寬度(b是板料的寬度)對彎曲變形區(qū)的變形有很大的影響。(3) 相對彎曲半徑r/t較小時，變形區(qū)在變形后產(chǎn)生變薄現(xiàn)象。： (1) 彎曲件的變形區(qū)主要在圓角部分，此處的四方形網(wǎng)格變成了扇形。 供給生產(chǎn)用的板料，其機械性能在板面內(nèi)的各方向并不相同，表現(xiàn)出各向異性。當相對彎曲半徑小到一定程度后，毛料外層纖維的切向應變將因超過材料的許可變形程度而斷裂。(c)，(d)，(e)分別表示視材料為線性硬化、無硬化、冪函數(shù)硬化時切向應力沿板厚的分布情況。對于常見的金屬材料，一般認為當相對彎曲半徑r/t＞200時，變形區(qū)板料中心附近處于彈性變形狀態(tài)的材料層厚度還處于相當大的比例，彎曲變形處于彈—塑性變形階段。這時，如果去掉外力矩，變形將隨之消失。這是彎曲工藝與沖裁工藝(材料分離機理成形)在變形特性上的根本區(qū)別[3]。先落料是為了以外輪廓定位進行其他工序的沖裁，使基準統(tǒng)一，減少定位誤差，避免過多地進行尺寸轉(zhuǎn)換。先沖孔的目的是為后續(xù)工序提供定位基準。因此精度要求高的零件應采用復合模進行沖裁。復合沖裁因零件被頂?shù)侥＞吖ぷ髅嫔?，需用手或機械把它取走，生產(chǎn)率低于連續(xù)沖裁，操作不安全。工序組合可提高生產(chǎn)率，成本降低。 制定工藝方案的原則制定沖裁工藝的主要工作是確定工序的順序和工序組合、工序性質(zhì)與數(shù)目等。搭邊值過小，在沖裁過程中會被拉斷，妨礙順利送料，零件會產(chǎn)生毛刺，有時會拉入凸、凹模間隙中，損壞模具刃口，降低模具壽命。 排樣類型序號排樣類型排樣簡圖應用情況有廢料無廢料或少廢料1直排比較簡單的方形、矩形2斜排橢圓形，十字、T字、г字、和角尺形件3對排梯形、三角形、半圓形、山字、п字形件4多排大批量生產(chǎn)中尺寸不太大的圓形，六角形5混合排材料計厚度均相同的兩種或兩種以上的工件6沖裁搭邊細而長的工件或?qū)挾染鶆虻陌辶现辉诠ぜ拈L度方向沖定形狀 搭邊值的確定 排樣時，工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料稱為搭邊。采用少、無廢料排樣除節(jié)約原材料外，還可簡化模具結構、降低沖裁力，但也存在著一些缺點，即工件質(zhì)量和精度較差，模具壽命較低。工件與工件之間、工件與條料側(cè)邊之間都存在有搭邊廢料，．因為有搭邊，這種排樣能保證沖裁質(zhì)量，模具壽命也長，但材料利用率低。進行合理排樣的目的就是減少工藝廢料。衡量排樣經(jīng)濟性的標準是材料利用率，即沖裁件的實際有效面積與沖裁此工件所用板料面積A之比值[3] ()式中；——工件有效面積(mm)；A ——沖裁此工件所用的板料面積(mm)。選擇哪種方案較好所依據(jù)的原則就是：在保證產(chǎn)品精度和產(chǎn)量要求前提下、以最好的經(jīng)濟效益來確定所采用的工藝方案[6]。(a)所示零件，在不影響使用條件下，只需對形狀稍加改進，就可進行無廢料沖裁，材料利用率可提高40％，生產(chǎn)率可提高一倍[5]。只有在大批量生產(chǎn)時，沖裁加工才能取得明顯的經(jīng)濟效益。如要求外形簡單、對稱，最好是由圓弧和直線組成，避免沖裁件上有過長的懸臂和窄槽，其寬度應大于料厚t的兩倍。在技術方面，根據(jù)沖裁件產(chǎn)品圖紙，主要分析該沖裁件的形狀特點、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素，檢查是否符合沖裁工藝的要求，在經(jīng)濟性方面，主要根據(jù)其產(chǎn)量和批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖裁工藝可取得的經(jīng)濟效益。C點——沿材料纖維方向為拉應力，垂直于纖維方向為壓應力。(4)沖裁時變形區(qū)的應力狀態(tài)板料由于受到上述外力的作用，會產(chǎn)生剪切、彎曲等各種變形，因此其變形區(qū)及臨域的應力狀態(tài)是很復雜的，并且與變形過程有關。因此自由沖裁時工件的不平整程度是有限度的。此彎矩使板料產(chǎn)生彎曲變形，造成凹模口外的板料上翹，凸模端面下的板料下凹。因此沖裁時凸模和凹模實際接觸板料的面積只限于刃口附近窄小的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，其寬度約為料后的1/52/5。圖中左邊是不加壓料板沖裁時產(chǎn)生的應力(符號)，因此，沖裁過程中的裂縫一般無產(chǎn)生于凹模一側(cè)的材料上。當凸模進入到材料內(nèi)部某一深度時，變形區(qū)還是從刃口開始的紡錘形范圍，初始紡錘形中的一部分成為了已變形區(qū)，(b)2區(qū)所示。(a) 彈性變形；(b) 塑性變形；(c) 出現(xiàn)裂紋；(d) 裂紋貫通；(e) 板料完全斷裂分離；(f) 剪切斷面1—凸模；2—板料；3—凹模；4—沖孔為工件，落料為廢料；5—落料為工件，沖孔為廢料 沖裁變形過程及沖裁件剪切斷面 沖裁變形區(qū)及受力沖裁變形區(qū)沖裁變形區(qū)是指材料被分離斷開的那一部分區(qū)域，但具體的模型尚未有統(tǒng)一的認識。被沖入孔的—塊料在落料時為工件，沖孔時為廢料。這表明塑性剪切變形的終止和斷裂分離的開始。(b)所示，凸模繼續(xù)下壓，板料變形區(qū)的應力將繼續(xù)增大。2沖壓件常用成形方法及技術特點沖壓件成形方法有許多種，在本文中著重介紹最基本的沖壓成形方法：沖裁、彎曲和拉深。國內(nèi)學者和技術人員在運用有限元數(shù)值模擬方法來解決生產(chǎn)實際問題方面，雖然有了很大的進步，但與國外不論在規(guī)模上，還是問題復雜程度方面都有相當?shù)牟罹?，要縮短這一差距，甚至超越發(fā)達國家，還有很長的一段路要走[16]。在汽車覆蓋件模擬方面，早在1980年就用小變形有限元程序分析了當汽車車身零件成形中采用曲面壓料面時，壓邊圈夾緊階段工件的變形。北京航空航天大學對板料成形過程中的接觸摩擦和懸空區(qū)起皺進行數(shù)值模擬。我國在板料成形數(shù)值模擬方面起步較晚，較發(fā)達國家(美、日等)晚了十幾年。 國內(nèi)外研究狀況隨著計算機軟硬件技術的發(fā)展，眾多融合了計算機圖形學、有限元技術和塑性成形理論的模擬軟件開始出現(xiàn)，例如DYNAFORM, PAMSTAMP. LSDYNA3D, AUTOFORM,OPTRIS, ABAQUS/EXPLICIT等，得到了許多工業(yè)部的重視和應用。因為它主要用于加工板料零件，所以也稱板料沖壓。目前，除一般的成型方法外，又出液壓成形，強力旋壓成形，超塑成形，爆炸成形，以及精密沖裁和高速沖壓等加工技術。板金沖壓具有勞動生產(chǎn)率和材料利用率高，重量輕等優(yōu)點。：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 第 65 頁 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關鍵詞4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等）。由此可見，其工藝在國民經(jīng)濟與軍事諸方面所占的位置是極其重要的。近年來，隨著飛機、汽車、電子、儀表、日用工業(yè)品等工業(yè)的發(fā)展，沖壓加工技術得到了高速的發(fā)展。冷沖壓是塑性加工的基本方法之一，它是利用安裝在壓力機上的模具，在室溫下對板料施加壓力使其變形和分離，從而獲得具有一定形狀、尺寸的零件的壓力加工方法。沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀表和日用品的生產(chǎn)中，已占據(jù)十分重要的地位[1]。美國、日本等世界一流的科學研究中心采用有限元數(shù)值模擬和網(wǎng)格技術對零件、模具、沖壓工藝和材料性能之間的相互適應性進行了三維動態(tài)仿真分析，涉及領域之廣泛、研究成果之顯著，引人矚目。哈爾濱工業(yè)大學采用剛粘塑性本構關系，開發(fā)了粘塑性板殼成形有限元分析程序，并對方盒件的成形過程進行了分析；:對板料粘性介質(zhì)脹形過程中的應變速率變化也進行了模擬研究。板料成形數(shù)值模擬技術的一個突出成就是實現(xiàn)了汽車覆蓋件的成形模擬，通過對板料成形過程進行高精度數(shù)值模擬，可以觀察沖壓速度、模具間隙、摩擦因素等對成形性能的影響。我國對復雜汽車覆蓋件成形過程的數(shù)值模擬技術也進行了探索，林忠欽等運用有限元軟件AUTOFORM和LSDYNA3D對SANTANA2000的外側(cè)板的成形過程進行了模擬，包向軍等運用LSDYNA3D，在綜合考慮了毛坯尺寸、壓邊力、拉延筋的布置等因素的情況下，實現(xiàn)了汽車內(nèi)門板的優(yōu)化設計。本文主要研究了沖裁、彎曲、拉深成形機理、特點、規(guī)律，在此基礎上又研究了其工藝性；對幾個典型的沖壓件進行了結構工藝優(yōu)化；系統(tǒng)的對照相機成形工藝進行了設計及其模具設計。此時如果提升凸模，變形將完全消失。(c)，(d)，(e)表示了斷裂分離的全過程，其中圖(c)表示當凸模切入板料達到一定深度時，在凹模側(cè)壁靠近刃口處的材料首先出現(xiàn)裂紋。圖(e)表示沖裁結束時板料被完全分裂分離的情形。(f)所示，斷面明顯分為四個區(qū)域：a為圓角區(qū)，即塌角；b為光亮帶，表面光滑，表面質(zhì)量最好；c為剪裂帶，表面粗糙并略帶斜度，不與板面垂直；d為毛刺。這一范圍隨材料的伸長率和加了硬化指數(shù)的增大而增大。(2)力偶引起的應力討論這種應力時，首先應分清沖裁時模具結構上加壓料板和不加壓料板的區(qū)別。由于凸模與凹模間有一定的間隙，使得板料在受到凸模與凹模正壓力作用的同時還受到彎矩的作用，板料的變形不可能是純剪切，還要產(chǎn)生彎曲變形。由于與不在同一條直線上，便形成了彎矩。在沖裁過程中，Mp隨正壓力的增大而增大，使板料彎曲變形加大，這將使板料受到的側(cè)壓力隨之增大，并與抗衡，阻止板料進一步彎曲。垂直方向的摩擦力對板料斷裂分離過程的影響要比水平方向的摩擦力大得多[39]。B點——由凸模下壓和材料彎曲引起的三向壓應力狀態(tài)。 各點的應力狀態(tài) 沖裁件的工藝性分析沖裁件的工藝性分析包括技術和經(jīng)濟性兩方面的內(nèi)容。 影響沖裁件工藝性的因素 沖裁件窄槽尺寸形狀和尺寸不同形狀和尺寸的沖裁件有不同的工藝要求。 生產(chǎn)批量沖裁模的制造費用較高，故產(chǎn)量小時采用其它加工方法可能較沖裁更為經(jīng)濟。通過分析若發(fā)現(xiàn)制件工藝性不好時，可會同產(chǎn)品設計人員對沖裁件的形狀、尺寸、精度和原材料選用等方面進行必要的但改，以改善工藝性和提高經(jīng)濟效益。(b)為沖孔后落料：(c)為沖孔，沖兩端頭，分離。排樣是否合理直接影響材料的經(jīng)濟利用。前者與排樣形式有關，后者則是由零件結構形狀決定的無法改變。根據(jù)材料的利用情況，排樣方法可分為三種[4]：1)有廢料排樣沿工件的全部外形沖裁。是否能做到無廢料沖裁，與工件的幾何形狀有很大關系。 無廢料排樣 此外，按工件形狀及排樣方式，又可分成直排、斜排、對排、多排、。搭邊值過大，樹料利用率低。(4) 送料和擋料方式，手工送料、有側(cè)壓板導向時，搭邊值可取小些?？偟脑瓌t是在保證零