SPCC半球形件拉深工艺仿真研究

凡小帅

（济南大学 机械工程学院，山东 济南 250022）

半球形件是典型的大变形曲面类零件，成形过程中变形区材料产生拉深和胀形的复合变形，导致成形中易发生起皱和破裂的缺陷。通过改变拉深成形工艺参数和成形方法研究其对半球形成形质量的影响[1-2]。

于晓东等[3]采用理论分析法研究了曲面类零件成形过程中的应力状态，指出应力分界圆影响曲面零件成形质量，而压边力和摩擦因数是改变应力分界圆重要参数。高恩志等[4]利用有限元法研究了半球形件拉深成形的过程，当压边力为0.4MPa～0.8MPa时，工件无破裂和起皱现象，而压边力大于0.8MPa，发生破裂。LI H等[5]采用电磁压边技术，通过仿真加载不同的压边力曲线，得到不同压边力对半球形件成形质量的影响。陈海明[6]研究了半球底深筒件多道次拉深成形，并利用有限元法分析了成形过程中压边力对成形质量的影响。

本文采用有限元法仿真SPCC板料拉深成形半球形件过程，目的为阐明SPCC半球形件在拉深成形过程中工艺参数和工艺方案对成形质量的影响规律，优化成形工艺参数和工艺方案，提高SPCC半球形件成形质量。

1 半球形件数值仿真

图1为半球形件零件图，材料为SPCC板材。要求拉深成形后零件侧壁无起皱、破裂缺陷。

图1 半球形件零件图

依据文献[7]半球形件拉深系数m=0.71，可一次拉深成形半球形件。由经验公式知拉深成形半球形件的板料直径D=205mm，采用单位压边力p=4.5MPa。

1.1 SPCC板料性能

通过单向拉伸试验，获得SPCC应力应变数据。……