压边力状态下，拉深壁不同高度处横断面线。四带有阶梯方形盒件在带有阶梯方形盒件拉深中，即使凸模间隙不是这样重要，而在拉深壁处仍然会发生起皱。图所示为带有阶梯方形盒件拉深用凸模，图给出了拉深壁和阶梯处。目前，实际生产中直在研究这种类型几何结构。生产中，板料厚度为，压力拉力关系从应力试验中获得，如图所示。这种拉深件生产是通过深拉深和整形两个工序组成。由于凸模拐角处小圆角半径和复杂几何结构，导致在盒形件顶部边缘发生破裂，在盒形件拉深壁处发生褶皱，如图所示。从图中可以看出，褶皱分布在拉深壁处，尤其在阶梯边缘拐角处更为严重，如图立个节点壳形单体可以为板料创建网格体系。图给出了模型完全建立时网格体系和用以成形带有斜度方形盒件金属板料。由于对称原因，仅仅分析了零件。在模拟过程中，金属板料放在压边装置上，凹模向下移动，夹紧板料。凸模向上移动，拉深板料至模具型腔。为了精确完成有限元分析，金属板料实际压力拉力关系需要输入相关数据。从目前研究来看，金属板料深拉深特性参数已经用于模拟。个拉深实验已经用于样品生产，并且沿着压延方向和与压延方向成和方向切断。平均流动压力可以通过公式，计算出来，进而准确测量出实际拉力，如图所示，以用于带有斜度方形盒件和带有阶梯方形盒件拉深。目前研究中所有模拟都在工作站使用有限元可调拉深程序完成。完成了用于模拟所需数据输入假定凹模速度为，并且平均摩擦系数为。图有限元模拟网格体系图金属板料实际压力拉力关系实际拉力三带有斜度方形盒件起皱个带有斜度方形盒可以给出草图相关尺寸，如图所示。从图可以看出方形凸模顶部每边长度为，凹模口部长度为以及拉深高度影响起皱所考虑关键性尺寸。凹模口部尺寸与凸模顶部尺寸差值半为凸模间隙，即。拉深壁处金属板料相对无支撑程度可能取决于凸模间隙，并且增加压边力也有可能抑制起皱现象发生。在有斜度方形盒拉深中，与发生起皱有关系两个参数凸模间隙和压边力，他们对起皱影响也正在研究之中。凸模间隙影响为了研究凸模间隙对起皱影响，现在分别用凸模间隙为，和带有斜度方形盒进行拉深模拟。在每次模拟拉深中，凹模口部尺寸为固定不变，并且拉深高度均为。在次模拟中，均使用尺寸为方形板料，且板料厚度均为，凹模对板料压力拉力关系，如图所示。图带有斜度方形盒件褶皱模拟图模拟结果表明三个有斜度方形盒均发生了起皱现象，图给出了凸模间隙为方形盒形状。从图可以看出，起皱分布在拉深壁处，并且拉深壁邻近拐角处起皱现象尤为严重。经分析，在拉深过程中，起皱是由于拉深壁处存在过大无支撑区域，而且凸模顶部和凹模口部长度不同是由于凸模间隙存在。在凸模顶部与凹模之间金属板料延伸变得不稳定，是由于断面压力存在。在压力作用下，金属板料无约束拉深是在拉深壁处形成褶皱主要原因。为了比较三个不同凸模间隙试验结果，需要引入两个主应力比值，为εε，εε是主应力相对最小值和最大值。和指出，值比临界值更重要，如果起皱发生，那么值越大，起皱现象就可能越严重。如图和图曲线所示，三次不同凸模间隙拉深模拟，沿截面相同拉深高度处值。从图可以看出，在次模拟中位于拉深壁拐角处起皱比较严重，在拉深壁中间起皱比较弱。还可以看出，凸模间隙越大，比值就越大。因此，增加凸模间隙将可能增加带有斜度方形盒件在拉深壁处起皱可能性。压边力影响众所周知，增加压边力可以帮助削弱拉深过程中发生褶皱。为了研究增加压边力影响，采用凸模间隙为，不同压边力数值来对有斜度方形盒进行拉深起皱模拟。压边力从增加到，以提供压边力到。其他模拟条件和先前规定保持致在模拟当中采用了压边力。模拟结果表明增加压边力并不能消除拉深壁处起皱现象发生。如图所示，在截面处值，和压边力分别为拉深相比较，模拟结果指出，在截面处值都是相同。为了分析两次不同压边力时出现起皱不同，从拉深壁顶部到直线处，对处不同高度截面进行了分析，如图所示，图给出了所有情况曲线。从图可以看出，几种情况截面处波度是相似。这就证明压边力与有斜度方形盒件拉深中起皱现象无关，因为褶皱形成主要是由于拉深壁处大面积无支撑区域存在较大横断面压力，所以压边力并不影响凸模顶部与凹模肩部之间制件形状不稳定状况。距离图对于不同凸模间隙在截面处值图在不同压边力状态下，拉深壁不同高度处横断面线。四带有阶梯方形盒件在带有阶梯方形盒件拉深中，即使凸模间隙不是这样重要，而在拉深壁处仍然会发生起皱。图所示为带有阶梯方形盒件拉深用凸模，图给出了拉深壁和阶梯处。目前，实际生产中直在研究这种类型几何结构。生产中，板料厚度为，压力拉力关系从应力试验中获得，如图所示。这种拉深件生产是通过深拉深和整形两个工序组成。由于凸模拐角处小圆角半径和复杂几何结构，导致在盒形件顶部边缘发生破裂，在盒形件拉深壁处发生褶皱，如图所示。从图中可以看出，褶皱分布在拉深壁处，尤其在阶梯边缘拐角处更为严重，如图序拉深，较低阶梯首先成形，然后再拉深成较高台阶，那么在较深台阶边缘处，如图处，容易形成破裂现象，因为凹模中在较低阶梯处金属板料很难流动。有限元模拟分析指出要想获得理想带有阶梯方形盒件，使用次拉深几乎是不可能成功。然而，使用两次拉深则增加了生产成本，因为模具成本和制造成本增加了。为了维持较低生产成本，设计师对盒形件外形做了适当修改，并且根据有限元模拟结果，修改了模具，切断去除了较低阶梯，如图所示。修改之后，拉深模制造出来了，并且盒形件消除了褶皱问题，如图所示。盒形件外形也与用有限元模拟所获得外形效果样好。图第次拉深工序第二次拉深工序图消除褶皱后产品图为了更进步验证有限元模拟结论，将从模拟结果中获得截面处板料厚度分布情况与实际生产中情况进行比较。比较情况如图所示。从图比较情况可以断定通过有限元模拟厚度分布与实际生产情况基本上致。这就证明了有限元分析方法有效性。厚度图模拟与实际生产中，截面处板料厚度分布比较图五简要论点及结束语在拉深过程中发生两种类型褶皱通过有限元分析研究以及对起皱原因做试验，最终发现了抑制起皱方法。第种类型起皱出现在带有斜度方形盒件拉深壁处。在凹模口部高度尺寸和凸模顶部高度尺寸等因素中，起皱发生归因于较大凸模间隙。较大凸模间隙会导致拉深到凸模顶部与凹模肩部金属板料处产生较大无支撑区域，而金属板料较大无支撑区域是形成起皱最终原因。有限元模拟表明这种类型起皱是不能通过增加压边力而抑制。另种类型起皱发生在实际生产中带有阶梯几何结构方形盒件中。研究发现即使凸模间隙影响不是很重要，起皱还是会发生在阶梯上面拉深壁处。根据有限元分析，起皱原因主要是由于凸模顶部和台阶边缘之间不均匀拉深造成。为了避免起皱，在模具设计中使用有限元模拟做了些试验，试验最终确定最优设计就是将阶梯去除。修改后模具设计生产出了无缺陷盒形零件。模具分析结果和实际生产所获得结论证明了有限元分析准确性和使用有限元模拟有效性。因此可以说有限元方法可以取代传统实际生产试验昂贵方法。鸣谢作者感谢中国国家科技委员会给予这个课题授予。感谢为此课题提供试验用实际生产样件。参考资料，，，，，，，，，，，，，，，拉深模设计中拉深壁起皱的分析摘要在带有斜度的方形盒和带有阶梯的方形盒的拉深中发生的起皱现象直在被研究。这两中类型的起皱现象有个共同的特征全都发生在相对无支撑无压边的拉深壁处。在带有斜度的方形盒的拉深中，常受到工序参数的影响，例如模具的间隙值和压边力等，所以常用有限元模拟的方法来研究分析起皱的发生。模拟的结果表明模具的间立个节点壳形单体可以为板料创建网格体系。图给出了模型完全建立时网格体系和用以成形带有斜度方形盒件金属板料。由于对称原因，仅仅分析了零件。在模拟过程中，金属板料放在压边装置上，凹模向下移动，夹紧板料。凸模向上移动，拉深板料至模具型腔。为了精确完成有限元分析，金属板料实际压力拉力关系需要输入相关数据。从目前研究来看，金属板料深拉深特性参数已经用于模拟。个拉深实验已经用于样品生产，并且沿着压延方向和与压延方向成和方向切断。平均流动压力可以通过公式，计算出来，进而准确测量出实际拉力，如图所示，以用于带有斜度方形盒件和带有阶梯方形盒件拉深。目前研究中所有模拟都在工作站使用有限元可调拉深程序完成。完成了用于模拟所需数据输入假定凹模速度为，并且平均摩擦系数为。图有限元模拟网格体系图金属板料实际压力拉力关系实际拉力三带有斜度方拉深模设计中拉深壁起皱分析摘要在带有斜度方形盒和带有阶梯方形盒拉深中发生起皱现象直在被研究。这两中类型起皱现象有个共同特征全都发生在相对无支撑无压边拉深壁处。在带有斜度方形盒拉深中，常受到工序参数影响，例如模具间隙值和压边力等，所以常用有限元模拟方法来研究分析起皱发生。模拟结果表明模具间隙值越大，起皱现象就越严重，而且增加压边力也不能抑制和消除起皱现象发生。在带有阶梯方形盒拉深起皱现象分析中，常通过实际生产中种近似几何结构来研究试验。当凸模与阶梯边缘之间金属板料在拉深时分布并不均衡，就会在侧壁发生起皱现象。为了消除起皱现象发生，个最优模具设计常采用有限元方法进行分析。模拟结果和起皱试验论证了有限元分析准确性，并且表明了在拉深模具设计中使用有限元方法分析优越性。关键词侧壁起皱拉深模带有阶梯方形盒带有斜度方形盒引言起皱是金属板料成形中常见失效形式之。由于功能和视觉效果原因，起皱通常是不能为零件制品所能接受。在金属板料成形加工中通常存在三种类型起皱现象法兰起皱侧壁起皱和由于残余压应力在未变形区产生弹性变形。在冲压复杂形状时候，拉深壁起皱就是在模具型腔中形成褶皱。由于金属板料在拉深壁区域内相对无支撑，因此，消除拉深壁起皱比抑制法兰起皱要难得多。我们知道在不被支撑拉深