精冲塌角的成形机理与改进方法分析

文/罗丞，屈亚奇，张祥林·华中科技大学材料科学与工程学院

精冲塌角的成形机理与改进方法分析

文/罗丞，屈亚奇，张祥林·华中科技大学材料科学与工程学院

罗丞，硕士研究生，主要从事精冲工艺设计及模具开发方向的研究。

减小精冲齿形件（尖角处）的塌角是业界十分关注的工作，本文通过成形流速仿真形象说明了塌角的形成机理，即条料上压边部分对零件部分的牵扯力，导致零件塌角部分材料向下运动的速度小于其他部分的材料。目前减小塌角的改进方法有增大反顶力、对向凹模精冲、负间隙精冲、修整、预压以及级进分步切角等方法。本文对这些方法进行了一一分析对比。

运用精冲工艺生产齿形件（可引申为带尖角零件）越来越成为一种趋势，但若塌角过大会使零件的工作面积显著减小，进而削弱零件的使用性能。本文通过有限元方法，探索了塌角产生的机理，并比较了几种方法的优缺点。

精冲塌角成形机理有限元分析

有限元模型建立及结果

为了说明塌角的形成机理，运用有限元模拟软件DEFORM-2D对冲裁过程进行数值模拟。采用二维轴对称模型，精冲工艺参数见表1，板料为弹塑性体，凸模、凹模、压边圈、反顶器皆为刚性体，模拟中不考虑温度变化对材料的影响。有限元模型及网格划分，如图1所示，划分10000个网格，为防止网格畸变，整体网格每计算5步进行一次网格重划分，以保证运算顺利进行。

表1 精冲工艺参数

图1 精冲有限元模型