【正文】 發(fā)藍(lán)。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(guò)程中．材料經(jīng)過(guò)塑性變形從凸緣轉(zhuǎn)化為筒壁，從而產(chǎn)生了應(yīng)變硬化效應(yīng)。經(jīng)過(guò)拉深變形后才形成簡(jiǎn)壁，材料經(jīng)過(guò)程度較大的變形之后，產(chǎn)生顯著的應(yīng)變硬化效應(yīng)。 凸緣材料經(jīng)過(guò)凹模圓角區(qū)拉入凹模型腔時(shí)．在凹模圓角處，材料除受徑向拉深外，同時(shí)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(jī)械零件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件和汽車零件的成形中，有著廣泛的應(yīng)用。拉深也稱壓延．是鈑金成形的基礎(chǔ)性工藝。對(duì)較厚的樹料則需預(yù)先壓槽再?gòu)澢?)，此時(shí)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(duì)于帶孔的彎曲件，若先沖好孔再將毛坯彎曲，則孔的位置應(yīng)處于彎曲變形區(qū)外()，否則孔要發(fā)生變形。若工件不對(duì)稱時(shí)，為了阻止板料偏移，在設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮增設(shè)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(shí)，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(jìn)行彎曲。彎曲件的工藝性分析是根據(jù)彎曲過(guò)程的變形規(guī)律，并總結(jié)彎曲件實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)而提出的。彎曲時(shí)，應(yīng)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(duì)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(zhǎng)度的增加[27]。(a)。 彎曲前后坐標(biāo)網(wǎng)格的變化 變薄系數(shù)η的值r/t12510η1 (4) 板料相對(duì)寬度(b是板料的寬度)對(duì)彎曲變形區(qū)的變形有很大的影響。(3) 相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí)，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(jī)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(dāng)相對(duì)彎曲半徑小到一定程度后，毛料外層纖維的切向應(yīng)變將因超過(guò)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(wú)硬化、冪函數(shù)硬化時(shí)切向應(yīng)力沿板厚的分布情況。對(duì)于常見的金屬材料，一般認(rèn)為當(dāng)相對(duì)彎曲半徑r/t＞200時(shí)，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(dāng)大的比例，彎曲變形處于彈—塑性變形階段。這時(shí)，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(jī)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(jìn)行其他工序的沖裁，使基準(zhǔn)統(tǒng)一，減少定位誤差，避免過(guò)多地進(jìn)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(zhǔn)。因此精度要求高的零件應(yīng)采用復(fù)合模進(jìn)行沖裁。復(fù)合沖裁因零件被頂?shù)侥＞吖ぷ髅嫔?，需用手或機(jī)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(guò)小，在沖裁過(guò)程中會(huì)被拉斷，妨礙順利送料，零件會(huì)產(chǎn)生毛刺，有時(shí)會(huì)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(hào)排樣類型排樣簡(jiǎn)圖應(yīng)用情況有廢料無(wú)廢料或少?gòu)U料1直排比較簡(jiǎn)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(duì)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(jì)厚度均相同的兩種或兩種以上的工件6沖裁搭邊細(xì)而長(zhǎng)的工件或?qū)挾染鶆虻陌辶现辉诠ぜ拈L(zhǎng)度方向沖定形狀 搭邊值的確定 排樣時(shí)，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(wú)廢料排樣除節(jié)約原材料外，還可簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)、降低沖裁力，但也存在著一些缺點(diǎn)，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?yàn)橛写钸叄@種排樣能保證沖裁質(zhì)量，模具壽命也長(zhǎng)，但材料利用率低。進(jìn)行合理排樣的目的就是減少工藝廢料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)準(zhǔn)是材料利用率，即沖裁件的實(shí)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(jì)效益來(lái)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(duì)形狀稍加改進(jìn)，就可進(jìn)行無(wú)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(shí)，沖裁加工才能取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。如要求外形簡(jiǎn)單、對(duì)稱，最好是由圓弧和直線組成，避免沖裁件上有過(guò)長(zhǎng)的懸臂和窄槽，其寬度應(yīng)大于料厚t的兩倍。在技術(shù)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(diǎn)、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(jì)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(jì)效益。C點(diǎn)——沿材料纖維方向?yàn)槔瓚?yīng)力，垂直于纖維方向?yàn)閴簯?yīng)力。(4)沖裁時(shí)變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)板料由于受到上述外力的作用，會(huì)產(chǎn)生剪切、彎曲等各種變形，因此其變形區(qū)及臨域的應(yīng)力狀態(tài)是很復(fù)雜的，并且與變形過(guò)程有關(guān)。因此自由沖裁時(shí)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?？谕獾陌辶仙下N，凸模端面下的板料下凹。因此沖裁時(shí)凸模和凹模實(shí)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(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力(符號(hào))，因此，沖裁過(guò)程中的裂縫一般無(wú)產(chǎn)生于凹模一側(cè)的材料上。當(dāng)凸模進(jìn)入到材料內(nèi)部某一深度時(shí)，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(guò)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(rèn)識(shí)。被沖入孔的—塊料在落料時(shí)為工件，沖孔時(shí)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(yīng)力將繼續(xù)增大。2沖壓件常用成形方法及技術(shù)特點(diǎn)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(guó)內(nèi)學(xué)者和技術(shù)人員在運(yùn)用有限元數(shù)值模擬方法來(lái)解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題方面，雖然有了很大的進(jìn)步，但與國(guó)外不論在規(guī)模上，還是問(wèn)題復(fù)雜程度方面都有相當(dāng)?shù)牟罹?，要縮短這一差距，甚至超越發(fā)達(dá)國(guó)家，還有很長(zhǎng)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(dāng)汽車車身零件成形中采用曲面壓料面時(shí)，壓邊圈夾緊階段工件的變形。北京航空航天大學(xué)對(duì)板料成形過(guò)程中的接觸摩擦和懸空區(qū)起皺進(jìn)行數(shù)值模擬。我國(guó)在板料成形數(shù)值模擬方面起步較晚，較發(fā)達(dá)國(guó)家(美、日等)晚了十幾年。 國(guó)內(nèi)外研究狀況隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，眾多融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、有限元技術(shù)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(yīng)用。因?yàn)樗饕糜诩庸ぐ辶狭慵砸卜Q板料沖壓。目前，除一般的成型方法外，又出液壓成形，強(qiáng)力旋壓成形，超塑成形，爆炸成形，以及精密沖裁和高速?zèng)_壓等加工技術(shù)。板金沖壓具有勞動(dòng)生產(chǎn)率和材料利用率高，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)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(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 第 65 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項(xiàng)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等）。由此可見，其工藝在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與軍事諸方面所占的位置是極其重要的。近年來(lái)，隨著飛機(jī)、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(shù)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(jī)上的模具，在室溫下對(duì)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(jī)、電機(jī)、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(guó)、日本等世界一流的科學(xué)研究中心采用有限元數(shù)值模擬和網(wǎng)格技術(shù)對(duì)零件、模具、沖壓工藝和材料性能之間的相互適應(yīng)性進(jìn)行了三維動(dòng)態(tài)仿真分析，涉及領(lǐng)域之廣泛、研究成果之顯著，引人矚目。哈爾濱工業(yè)大學(xué)采用剛粘塑性本構(gòu)關(guān)系，開發(fā)了粘塑性板殼成形有限元分析程序，并對(duì)方盒件的成形過(guò)程進(jìn)行了分析；:對(duì)板料粘性介質(zhì)脹形過(guò)程中的應(yīng)變速率變化也進(jìn)行了模擬研究。板料成形數(shù)值模擬技術(shù)的一個(gè)突出成就是實(shí)現(xiàn)了汽車覆蓋件的成形模擬，通過(guò)對(duì)板料成形過(guò)程進(jìn)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(duì)成形性能的影響。我國(guó)對(duì)復(fù)雜汽車覆蓋件成形過(guò)程的數(shù)值模擬技術(shù)也進(jìn)行了探索，林忠欽等運(yùn)用有限元軟件AUTOFORM和LSDYNA3D對(duì)SANTANA2000的外側(cè)板的成形過(guò)程進(jìn)行了模擬，包向軍等運(yùn)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(shí)現(xiàn)了汽車內(nèi)門板的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文主要研究了沖裁、彎曲、拉深成形機(jī)理、特點(diǎn)、規(guī)律，在此基礎(chǔ)上又研究了其工藝性；對(duì)幾個(gè)典型的沖壓件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)工藝優(yōu)化；系統(tǒng)的對(duì)照相機(jī)成形工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)及其模具設(shè)計(jì)。此時(shí)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(guò)程，其中圖(c)表示當(dāng)凸模切入板料達(dá)到一定深度時(shí)，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(jié)束時(shí)板料被完全分裂分離的情形。(f)所示，斷面明顯分為四個(gè)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(zhǎng)率和加了硬化指數(shù)的增大而增大。(2)力偶引起的應(yīng)力討論這種應(yīng)力時(shí)，首先應(yīng)分清沖裁時(shí)模具結(jié)構(gòu)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(shí)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(guò)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(jìn)一步彎曲。垂直方向的摩擦力對(duì)板料斷裂分離過(guò)程的影響要比水平方向的摩擦力大得多[39]。B點(diǎn)——由凸模下壓和材料彎曲引起的三向壓應(yīng)力狀態(tài)。 各點(diǎn)的應(yīng)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(shù)和經(jīng)濟(jì)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(fèi)用較高，故產(chǎn)量小時(shí)采用其它加工方法可能較沖裁更為經(jīng)濟(jì)。通過(guò)分析若發(fā)現(xiàn)制件工藝性不好時(shí)，可會(huì)同產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員對(duì)沖裁件的形狀、尺寸、精度和原材料選用等方面進(jìn)行必要的但改，以改善工藝性和提高經(jīng)濟(jì)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(jì)利用。前者與排樣形式有關(guān)，后者則是由零件結(jié)構(gòu)形狀決定的無(wú)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(wú)廢料沖裁，與工件的幾何形狀有很大關(guān)系。 無(wú)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(duì)排、多排、。搭邊值過(guò)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(dǎo)向時(shí)，搭邊值可取小些?？偟脑瓌t是在保證零