【作 者】楊程;王瑞靜;牛艷;姚杰;謝曉東

　　盒形件被廣泛應(yīng)用于汽車外形和建筑五金等方面，制造無缺陷、外形美觀和輕量化的產(chǎn)品是工業(yè)發(fā)展的必然要求。但是由于盒形件成形過程中金屬流動(dòng)不均勻，極易出現(xiàn)圓角部位破裂和表面起皺等現(xiàn)象，造成盒形件成形比較困難，相關(guān)研究人員對(duì)盒形件成形進(jìn)行了大量研究[1－5]。

　　WANG N M 等［6］研究了低盒形件伸長(zhǎng)類翻邊成形過程，通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究得出，翻孔邊緣處的坯料在頸縮和拉壓的作用下會(huì)產(chǎn)生開裂。LEECH 等［7］討論了有限元的幾何相容性、塑性變形理論和塑性功的最小化，并將其用于預(yù)測(cè)盒形拉延件成形時(shí)所需的毛坯形狀和應(yīng)變分布。目前，對(duì)盒形件成形的研究主要集中在低盒、方盒和旋轉(zhuǎn)體盒形件的拉延成形等方面［1－7］，對(duì)于非旋轉(zhuǎn)體的高臺(tái)階盒形件的研究較少。而且數(shù)值模擬技術(shù)主要集中在盒形件單工序成形方面，對(duì)多工序成形模擬的研究較少［8－15］。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜且變形不均勻的非旋轉(zhuǎn)體高臺(tái)階盒形件，數(shù)值模擬技術(shù)能否真實(shí)地反映其變形情況，是需要考慮的問題。

　　為了獲得理想的臺(tái)階盒形件，本文分析了零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了其成形工藝方案，通過理論計(jì)算得到臺(tái)階盒形件首次拉深允許的成形極限高度值，利用有限元軟件實(shí)現(xiàn)了臺(tái)階盒形件多工序成形的數(shù)值模擬，并獲得了拉深成形時(shí)的成形極限圖，確定了最終的成形工藝為: 剪切 + 一步拉深 + 沖孔切邊 + 翻孔翻邊，實(shí)驗(yàn)證明采用該方案能夠獲得無缺陷的臺(tái)階盒形件。

　　結(jié)論：

　　(1) 剪切+一步拉深+沖孔切邊+翻孔翻邊工藝方案是成形臺(tái)階盒形件的合理方案，得到臺(tái)階盒形件一次拉深允許的極限高度值為28.05mm，在此高度下成形效果最好，翻孔翻邊后成品高度32.61 mm﹥成品總高度32.5 mm，滿足成形要求。

　　(2) 有限元獲得的成形極限圖顯示方案1 即剪切 +一步拉深 +切頭切尾拉深時(shí)出現(xiàn)破裂，方案 2 即剪切 +一步拉深 + 沖孔切邊 + 翻孔翻邊各個(gè)工步的成形極限圖都在安全區(qū)域之內(nèi)，且起皺區(qū)域較少，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案 2 可獲得表面質(zhì)量好、無破裂的臺(tái)階盒形件。

　　以下是正文：