【正文】 stamping parts, etc. For I want to make a blank material thickness thin wings of the chimney, 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文viiforming thickness after strict easy corrugate, rupture, difficult to forming characteristics such as plicated structure of the wing chimney deep drawing process was studied. Using CATIA to expand its blank to build the 3D model , the use of PAMSTAMP different parameters of the second half of the tube forming simulation software research, the thickness and quality analysis of the concave die radius, convex concave die clearance and blankholder force impact on the quality of parts forming, and obtained the optimum technological parameters. Used to guide the production, can reduce the production cycle and cost.KEY WORDS：Wing chimney； CATIA。 drawing。如范立坤的AZ31鎂合金板料等溫拉深通過實驗得出：在精確控制壓邊力以及采用良好的潤滑條件的前提下, AZ31鎂合金板料在200 ℃以下具有良好的拉深成型能力。當(dāng)在100℃進(jìn)行拉深時, 單位壓邊力數(shù)值最大。唐德修的薄壁金屬沖壓拉深成型工藝的研究主要針對內(nèi)燃機(jī)主發(fā)電機(jī)油箱沖壓拉深的成型過程以及出現(xiàn)的拉薄，拉裂，壓縮起皺等問題最后得出結(jié)論：對薄壁金屬沖壓拉深成型工藝研究表明，控制安普安變形率ε的值是提高殘品質(zhì)量的核心。對于拉深成型國內(nèi)外主要研究方法有：數(shù)值模擬計算、實驗法、理論分析法等。通常是數(shù)值模擬，實驗，理論分析相結(jié)合的。目前國內(nèi)這方面的研究其中有哈爾濱工業(yè)大學(xué)金屬精密熱加工國防科技重點實驗室的刁法璽、張凱鋒進(jìn)行的動力顯式有限元模擬，他們建西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文5立了適合于三維板料成形分析的顯式算法的有限元數(shù)學(xué)模型,采取集中質(zhì)量矩陣,用動力顯式算法來分析, 基于時間中心差分格式, 使位移計算顯式化, 避免了由材料、幾何、邊界條件等高度非線性因素引起的計算收斂問題。有限元模擬軟件有:DynaForm、ABAQUS、PAMSTAMP、DEFORM等。12解析方程解析解需要對成形模型進(jìn)行很多假設(shè)，早期北京航空航天大學(xué)704教研室的曹增強、胡世光進(jìn)行的半球形拉深件成形研究，推導(dǎo)出了計算每一瞬時的應(yīng)力公式，解析方法直觀，便于分析影響應(yīng)力的因素，容易總結(jié)出經(jīng)驗公式。13解析方程數(shù)值解雖然和解析方程解析解一樣，需要寫出較符合模型的力學(xué)方程、本構(gòu)方程和幾何方程，但不推導(dǎo)最后的計算表達(dá)式，而是用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計算。通常力學(xué)方程是微分形式的，本構(gòu)、幾何方程是代數(shù)形式的，可以把力學(xué)方程離散化，全部變成代數(shù)方程來求解。因為實驗中出現(xiàn)的起皺、破裂等問題最終還得依賴有限元軟件模擬來解決。作者分析了模具結(jié)構(gòu)中影響鎂合金拉深成形的因素包括模具凸凹模間隙、沖頭圓角半徑、凹模圓角半徑、模具形狀即拉深件形狀等的選取原則及對拉深件的影響。對于需熱拉深的零件最為簡單的加熱方式是將拉深模具和鎂合金板料一起置于加熱裝置中加熱, 該種方式設(shè)備簡單, 模具與加熱裝置分離, 模具溫度由西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文6外向內(nèi)成遞減的溫度場。作者最后展望了鎂合金拉深工藝研究的發(fā)展方向與趨勢：（1）對其它材料拉深工藝的研究鎂合金板料的材料性能與拉深成形的關(guān)系,為鎂合金材料的設(shè)計與生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)與要求；( 2) 研究開發(fā)新的拉深成形工藝或運用已開發(fā)的先進(jìn)的拉深成形工藝, 以提高鎂合金的拉深成形能力與生產(chǎn)效率；( 3) 結(jié)合有限元分析,預(yù)測其成形能力,為鎂合金拉深模具的設(shè)計、拉深工藝的制定提供依據(jù)和指導(dǎo),降低成本, 提高效率；（4）對拉深模具的幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以提高其成形能力；（5）對鎂合金拉深變形中各種性能及工藝參數(shù)的進(jìn)行研究明確成形后零件的性能是否滿足要求并根據(jù)產(chǎn)品使用性能要求進(jìn)行拉深工藝的設(shè)計與優(yōu)化。一般是先工藝試驗，數(shù)值模擬試驗，之后才捎帶著做一點理論探討。理論依據(jù)主要是密席斯屈服準(zhǔn)則和屈雷斯加屈服準(zhǔn)則。實際上，材料經(jīng)塑性變形后，要產(chǎn)生應(yīng)變硬化，因此屈服應(yīng)力并不是常數(shù)．屈服準(zhǔn)則將發(fā)生變化。后繼的瞬時屈服軌跡的變化是很復(fù)雜，為了簡化起見，通常采用“各向同性硬化假設(shè)。歸納拉深力計算的不同方法，并進(jìn)行比較。該文中作者用密席斯屈服條件，利用主應(yīng)力法推導(dǎo)出變形瞬間拉深力計算公式。這一拉深力新公式對拉深工藝產(chǎn)生了非常積極的影響，同時對其理論研究也有一定促進(jìn)。它是沖壓基本工序之一。按拉深后試件是否變薄可分為：不變薄拉深和變薄拉深拉深模：拉深所使用的模具。 拉深基本過程拉深是基本沖壓工藝之一，包括： 拉深變形過程分析、拉深件質(zhì)量分析、拉深系數(shù)及最小拉深系數(shù)影響因素、試件的工藝計算、拉深變形特點、拉深工藝性分析與工藝方案確定、拉深模典型結(jié)構(gòu)、拉深模工作零件設(shè)計、輔助工序等。 具體拉深次數(shù)有拉深系數(shù)決定。第一次拉深系數(shù) 第二次拉深系數(shù)： 第 n 次拉深系數(shù)：拉深系數(shù) m 表示拉深前后坯料（工序件）直徑的變化率。拉深件的總拉深系數(shù)等于各次拉深系數(shù)1mD?21dm?1nd?西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文8的乘積，即 如果 m 取得過小，會使拉深件起皺、斷裂或嚴(yán)重變薄超差。 為了提高工藝穩(wěn)定性和零件質(zhì)量，適宜采用稍大于極限拉深系數(shù)［m］的值。 [m]時，＝ n 為拉深次數(shù)。相對厚度較大的零件可采用這種方是在拉深。由于它可以增大徑向拉力和避免起皺，所以不僅可用于圓筒形件拉深，還較廣泛用于半球形件、拋物線形件和談形件等特殊形狀制件的拉深。從毛坯的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點來看，反拉深與正拉深無本質(zhì)差別，但反拉深時，毛坯側(cè)壁反復(fù)彎曲的次數(shù)少，材料硬化程度稍低，殘余應(yīng)力也較小。（3）帶料連續(xù)拉深帶料連續(xù)拉深指拉深毛坯與板料不完全分離出來，板料帶動拉深毛坯在同一模具內(nèi)送進(jìn)，順次完成多次拉深，最后仍在模具內(nèi)將拉深件與板料分離的拉深方法。帶料連續(xù)拉深的關(guān)鍵是選擇合適的工藝切口形式。 拉深成形的意義和發(fā)展趨勢本課題主要研究半管拉深的建模和拉深模擬計算分析的理論計算。這些問題中有的內(nèi)容前人已有了一定的研究但不夠深入，變曲率半管成型目前國內(nèi)研究較少。板料沖壓成形是利用模具對金屬板料進(jìn)行壓力加工，以獲得設(shè)計所需求的形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件。拉深是板料沖壓成形中最典型、應(yīng)用最廣的一種成形工藝，在生產(chǎn)實際中，有很多要用到拉深工藝方法制造的零件。（2） 模具設(shè)計制造技術(shù)現(xiàn)代化。（4） 為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批量少的發(fā)展趨勢，發(fā)展了一些新的成型工藝。（6） 沖壓加工以其節(jié)材、節(jié)能和高生產(chǎn)效率等特點，在國民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)得廣泛的應(yīng)用。拉深發(fā)展趨勢：國內(nèi)外關(guān)于拉深的研究主要集中鎂、鋁合金板材拉深成形工藝分析與模具設(shè)計、板料等溫拉深、薄壁金屬沖壓拉深成型工藝、矩形件拉深成型工藝研究等方面。技術(shù)種類包括：正拉深、反拉深、帶料連續(xù)拉深。拉深成形的意義和發(fā)展趨勢最突出的是工藝分析計算的現(xiàn)代化，不斷提高板料性能，以提高其成形能力和使用效果。了解這些內(nèi)容對我下一步做拉深模擬有非常積極的指導(dǎo)意義。它是沖壓基本工序之一。在日益全球化的市場氛圍中，為了是產(chǎn)品性能更加出眾、可靠，并盡可能降低制造成本 CAE 計算機(jī)輔助工程，已成為現(xiàn)代企業(yè)在日益激烈的市場競爭中取勝的重要手段。狹義的 CAE 指的是計算機(jī)虛擬仿真。通常人們所說的 CAE，主要指工程中的分析和仿真。例如，在固體連續(xù)介質(zhì)力學(xué)領(lǐng)域，主要是指有限元技術(shù)，；而在流體分析領(lǐng)域，其核心常采用有限差分析。因為其具有特殊性，早期的 CAE 使用者大多是高校和研究機(jī)構(gòu)里面的研究人員，并且軟件的使用也非常專業(yè)化和復(fù)雜。 板料成型關(guān)鍵技術(shù)概述 板料成型工藝簡介板料成型過程，通常是指利用金屬板料在常溫固態(tài)下的塑性，通過模具的外力作用制成所需零件的一種加工方法，板料成型是現(xiàn)代加工行業(yè)中一種重要的加工方法，具有加加工成型，生產(chǎn)效率高和板料利用率高等優(yōu)點，在航空航天、汽車、建筑、船舶、家電和儀表等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。主要包括以下幾個方面：(1)單元技術(shù)在板料成型數(shù)值模擬應(yīng)用早期，用于沖壓成型有限元分析的單元有 3 類：基于薄膜理論的薄膜單元、基于板殼理論的殼體但愿和基于連續(xù)介質(zhì)的實體單元。建立有限元格式有兩個途徑，即完全的 lagrangian 和更新的lagrangian。求解格式有靜力和動力兩大類，其中有顯式和隱式之分。此外，由于在每一增量步內(nèi)的每一次迭代中，都要構(gòu)建新的剛度矩陣，當(dāng)模型較大、單元數(shù)量較多時，靜力隱式計算耗時較長。動力顯示格式雖然是條件穩(wěn)定的，受最小時間步長的限制，但卻利用最小時間步長來方便而有效的處理接觸問題。但大量研究表明，在采取合適的凸模速度，用動力顯式有限元分析沖壓成型問題所獲得的結(jié)果是合理的。對不同特性的金屬有不同的彈塑性模型可供選用，通過大量試驗，為常用的彈塑性本構(gòu)關(guān)系確定了不同金屬的特性參數(shù)，如彈性模量、屈服極限和硬化模量等。由于 Hill(1948)二次屈服準(zhǔn)則可用在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，并可導(dǎo)出線性化的應(yīng)力應(yīng)變增量關(guān)系，因此幾乎所有的板料成型模擬程序均可使用該準(zhǔn)則進(jìn)行計算。一般是：不變形區(qū)略為變薄，但基本上等于原毛坯的厚度；傳力區(qū)上段增厚，是已增厚的變形區(qū)西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文13轉(zhuǎn)過來的結(jié)果：壁部下段變??；在壁部向底部轉(zhuǎn)角稍上處，則出現(xiàn)嚴(yán)重變薄，甚至斷裂。沿高度方向，零件各部分的硬度也不一樣，愈到上緣硬度愈高?，F(xiàn)在來分析在拉深過程中的某一時刻毛坯變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，設(shè)————分別表示材料徑向的應(yīng)力與應(yīng)變，??——分別表示材料厚度方向的應(yīng)力與應(yīng)變——分別表示材料切向的應(yīng)力與應(yīng)變上述拉深毛坯三個區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分別為：A、變形區(qū)——凹?？诘耐咕壊糠帧Ｈ缜八?。在厚度方向，雖由于壓邊圈的作用，會產(chǎn)生壓應(yīng)力 。由于 和 的絕對值 比大得多，故作 ≈0的處理，可厚度方1322向的應(yīng)變 是正值。因此，愈到外緣材料?2變得愈厚，如果在切向壓應(yīng)力 的作用下失去穩(wěn)定而拱起， 即形成所謂“起?3皺現(xiàn)象”。B、傳力區(qū)——簡壁部分。但是在繼續(xù)拉深時，凸模的拉深力要經(jīng)由筒壁傳遞到凸緣部分。?1C、不變形區(qū)——筒底部分。但由于凸模拉深力的作用(主要作用在凸模圓角部分)，材料承受兩向拉應(yīng)力，為一種小變形量的脹形，厚度略有變薄。在拉深中經(jīng)常遇到的主要問題是起皺和破裂。在一定變形極限條件下，主要?2的西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文14破壞形式是破裂。這種硬化效應(yīng)表現(xiàn)為：決定金屬變形抗力的力學(xué)性能 、 硬度等指標(biāo)隨著變形程度的增加而增加。材料不同，變形條件不同，其加工硬化的程度也就不同。加工硬化使材料的所有強度、硬度指標(biāo)增加，同時塑性指標(biāo)降低。為了實用上的需要，在塑性力學(xué)中經(jīng)常采用直線和指數(shù)曲線來近似代替實際硬化曲線．所示為四種簡化類型，其中圖C是剛塑性硬化直線，其函數(shù)式為圖 幾種材料的硬化曲線sF???? （）西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文15s?一屈服譴力(硬化直線在縱坐標(biāo)軸上的截距)F?一斜率，亦稱硬化模數(shù)(硬化直線的斜率)a)冪指數(shù)硬化曲線b)剛塑性硬化曲線 c)剛塑性硬化直線 d)理想剛塑性水平直線圖 a 是冪指數(shù)硬化曲線，其函數(shù)式為 nK??? （）式中 ————————————材料常數(shù)? n————————————材料加工硬化指數(shù) ?————————————對數(shù)應(yīng)變K和n決定于材料的種類和性能，可通過拉伸試驗求得，指數(shù)曲線和材料的實際硬化曲線比較接近。n值大時，表示在冷變形過程中材料的變形抗力隨變形程度的增加而迅速地增大。 硬化材料的屈服準(zhǔn)則簡介密席斯屈服準(zhǔn)則和屈雷斯加屈服準(zhǔn)則只適用于各向同性理想剛塑性材料，即西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文16屈服應(yīng)力為常數(shù)的情況。在變形過程的每一瞬間，都有一后繼的瞬時屈服表面和屈服軌跡。2)材料硬化后屈服軌跡的中心位置和形狀保持不變，但隨著塑性變形的增加，而逐漸等向地擴(kuò)大。初始屈服軌跡后繼屈服軌跡 1?2?3?12?3?圖2．4各向同性硬化材料的后續(xù)屈服軌跡如果把前述屈服準(zhǔn)則統(tǒng)一寫成 的形式，則屈服軌跡的中心位置??ijfC?和形狀是由應(yīng)力狀態(tài)函數(shù) 所確定的，而常數(shù)C(此時C= )決定了軌跡的大ijf?s?小。設(shè)這一變量用Y(材料為理想剛塑性材料時，YC)表示，則各向同性硬化材料和理想剛塑性材料的屈服準(zhǔn)則都可表示為 (1．3)??ijfY??關(guān)于Y的變化規(guī)律，目前有兩種假設(shè)。Y只是等效應(yīng)變云的函數(shù)，該函數(shù)只取決于材料的性質(zhì)，而與應(yīng)力狀態(tài)西北