一家专注流体压力成形技术
【作 者】杨程;王瑞静;牛艳;姚杰;谢晓东
盒形件被广泛应用于汽车外形和建筑五金等方面，制造无缺陷、外形美观和轻量化的产品是工业发展的必然要求。但是由于盒形件成形过程中金属流动不均匀，极易出现圆角部位破裂和表面起皱等现象，造成盒形件成形比较困难，相关研究人员对盒形件成形进行了大量研究[1－5]。
WANG N M 等［6］研究了低盒形件伸长类翻边成形过程，通过理论分析和实验研究得出，翻孔边缘处的坯料在颈缩和拉压的作用下会产生开裂。LEECH 等［7］讨论了有限元的几何相容性、塑性变形理论和塑性功的最小化，并将其用于预测盒形拉延件成形时所需的毛坯形状和应变分布。目前，对盒形件成形的研究主要集中在低盒、方盒和旋转体盒形件的拉延成形等方面［1－7］，对于非旋转体的高台阶盒形件的研究较少。而且数值模拟技术主要集中在盒形件单工序成形方面，对多工序成形模拟的研究较少［8－15］。对于结构复杂且变形不均匀的非旋转体高台阶盒形件，数值模拟技术能否真实地反映其变形情况，是需要考虑的问题。
为了获得理想的台阶盒形件，本文分析了零件的结构特点，设计了其成形工艺方案，通过理论计算得到台阶盒形件首次拉深允许的成形极限高度值，利用有限元软件实现了台阶盒形件多工序成形的数值模拟，并获得了拉深成形时的成形极限图，确定了最终的成形工艺为: 剪切 + 一步拉深 + 冲孔切边 + 翻孔翻边，实验证明采用该方案能够获得无缺陷的台阶盒形件。
结论：
(1) 剪切+一步拉深+冲孔切边+翻孔翻边工艺方案是成形台阶盒形件的合理方案，得到台阶盒形件一次拉深允许的极限高度值为28.05mm，在此高度下成形效果最好，翻孔翻边后成品高度32.61 mm﹥成品总高度32.5 mm，满足成形要求。
(2) 有限元获得的成形极限图显示方案1 即剪切 +一步拉深 +切头切尾拉深时出现破裂，方案 2 即剪切 +一步拉深 + 冲孔切边 + 翻孔翻边各个工步的成形极限图都在安全区域之内，且起皱区域较少，实验验证方案 2 可获得表面质量好、无破裂的台阶盒形件。
以下是正文：
