盒形件拉伸成形分析
矩形盒件拉伸变形的特点及常见疵病
矩形盒件拉伸变形的特点及常见疵病矩形盒件拉伸变形是一种常见的变形形式，它在工业制造、机械加工、汽车等领域得到广泛应用。
矩形盒件是一种具有复杂几何形状的零件，主要由板材加工而成，其特点是结构紧凑、内部空间充足、强度高、重量轻、制造方便等。
矩形盒件拉伸变形的主要特点及常见疵病将在下文中详细介绍。
特点：矩形盒件拉伸变形是指在外力作用下盒件的形状和尺寸发生变化，一般为拉伸变形，其特点如下：1. 周向宽度变化小，纵向长度变化较大；2. 变形顶部比底部明显；3. 变形量与应力大小成正比；4. 变形发生在盒件中央，但三分之一处的垂直截面变形更为明显；5. 变形后盒件长宽比增加，且盒件厚度均匀。
常见疵病：由于矩形盒件拉伸变形的特殊性，易出现以下常见疵病：1. 折角：盒件底部和侧面交界处出现折角，影响产品外观和强度；2. 横向变形：变形不均匀，造成盒件之间的配合不良；3. 充满不足：变形后充满度不够，底部充满度不够，不能满足产品使用要求；4. 重量趋轻：由于变形使材料厚度减少，盒件轻量化的同时，也会面临强度下降的问题。
为了避免矩形盒件拉伸变形带来的不良后果，我们需要采取以下措施：1. 设计优秀：在设计时，必须充分考虑盒件的应力分布和变形规律，以避免应力过大和不均匀造成的变形；2. 材料精选：合适的材料可以提高矩形盒件的强度和耐久性，避免拉伸变形等问题；3. 制造精细：采用先进的制造工艺，尤其是精确控制板材冷却过程，可以有效地控制拉伸变形；4. 检验严格：严格的检验工艺可以保证产品的质量，避免拉伸变形等问题的发生。
总之，矩形盒件拉伸变形是一个普遍存在的问题，必须引起足够重视。
通过优秀的设计、材料选择、制造精细、检验严格等措施，可以有效避免该问题的发生，提高产品质量和性能。
盒形件的拉深
第六节盒形件的拉深盒形件属于非轴对称零件，它包括方形盒件，矩形盒件和椭圆形盒件等，根据矩形盒几何形状的特点，可以将其侧壁分为长度是 A-2r与B-2r的两对直边部分及四个半径为的圆角部分（图 4–74）。
压变形性质与直壁圆筒件有相同之处亦有不同之处。
相同之处是在变形区都是在径向拉应力与切向拉应力的作用下产生拉深变形，而存在着变形区产生的拉应力与传力区的承载能力之间的关系问题。
不同之处是盒形件的应力状态和所产生的拉深变形在周边上的分布是不均匀的，由次而引起一系列和圆桶形件成型不同的特点。
根据盒形件能否一次拉深成形将盒形件分为两类，凡是能一次拉深成形的盒形件称为低盒形件；凡是需经多次拉深才能成形的盒形件称为高盒形件。
两类盒形件拉深时的变形特点是有差别的，因此工艺过程设计和模具设计中需要解决的问题和方法也不尽相同。
一、盒形件的拉深1. 变形特点1）盒形件一次拉深成形时，零件表面网络格发生了明显变化（图 4–74），由此表明凸缘变形区直边部分发生了横向压缩变形，使圆角处的应变强化得到缓和，从而降低了圆角部分传力区的轴向拉应力，相对提高了传力区的承载能力。
2）盒形件拉深时，凸缘变形区圆角处的拉深阻力大于直边的拉深阻力圆角处的变形过程度大于直边处的变形程度。
因此，变形区内金属质点的位移量直边处大于圆角处，导致了这两处的位移速度的不同，而毛坯的这两部分又是联系在一起的整体，变形时必然相互牵制，这种位移速度差会引起剪切力，这种剪切力称为位移速度诱发剪应力。
虽然，诱发剪切力在两处交界面达到最大值，并由此向直径和圆角处的中心线逐渐减小。
变形区内应力状态与剪切力分布情况可定性的用图4–75示意。
由图 4–75可知，圆角部分传力区内轴向拉应力减小了一个剪应力值，从而也相对地提高了传力区的承载能力。
由于上述原因，盒形件成形极限高于直径为2r的圆筒形件的成形极限。
图4-75 变形区内应力状态3）图 4-75所示的剪应力形成的弯矩引起变形区平面内的弯曲变形，从而使变形区变得相当复杂。
方盒形拉深件的工艺性分析
方盒形拉深件的工艺性分析
方盒形拉深件是一种常用的金属加工工艺，用于制造各种形状的容器、外壳和零部件等。
其工艺性分析主要包括以下几个方面：
1. 材料选择：方盒形拉深件通常采用金属材料进行制造，如钢材、铝材等。
在选择材料时需要考虑材料的可加工性、强度、硬度和耐腐蚀性等性能，以满足产品的使用要求。
2.模具设计：方盒形拉深件的成形需要使用模具进行，模具的设计和制造对产品质量和工艺性有着重要影响。
模具设计需要考虑产品形状、尺寸、壁厚和材料特性等因素，以确保产品成形的精度和一致性。
3.拉深工艺参数：方盒形拉深件的加工过程需要控制好拉深工艺参数，包括下料尺寸、板材表面的润滑剂选择、压力和速度等。
这些参数的选择和调整能够影响产品的成形质量、表面质量和机械性能。
4.成形工艺：方盒形拉深件的成形工艺包括下料、冲裁、拉伸、回弹和修整等几个步骤。
在操作过程中需要注意控制好每个步骤的工艺要求和工艺参数，避免出现裂纹、变形或者表面质量不良等问题。
5.产品质量控制：方盒形拉深件的质量要求通常包括尺寸精度、表面质量和机械性能等方面。
在加工过程中需要控制好每个环节的工艺参数，及时发现并解决质
量问题，确保产品达到客户的要求。
总之，方盒形拉深件的工艺性分析需要综合考虑材料、模具设计、工艺参数和工艺过程等因素，以确保产品质量和工艺性能的要求。
更好地应用于实际生产中，提高方盒形拉深件的制造效率和质量。
盒形件拉伸成型模拟研究
摘要盒形件被广泛应用于生产中。
小到微型马达外壳，大到汽车覆盖件，盒形件在各领域起到不同的作用，如防护、防磁漏、固定等。
盒形件是非旋转体零件，其几何形状是由4个圆角和4条直边组成。
拉深变形时，圆角部分相当于圆筒形件拉深，而直边部分相当于弯曲变形。
与旋转体零件的拉深相比，其拉深变形要复杂些。
借助ANSYS/LS-DYNA非线性有限元分析软件，对制板料成形性能仿真，大幅度的减少设计和实验的量，降低成本费用，提高材料的成形质量。
从而探讨盒形件的成形工艺目前人们对于盒形件拉深的变形特点将有助于指导生产、缩短产品生产周期，提高盒形件的产品质量。
模拟结果表明，变压边力控制技术可以显著改善盒形件成形性能。
关键词：盒形件；ANSYS/LS-DYNA；变压边力ABSTRACTThe box-shaped pieces are widely used in production. To the micro-motor casing, large car cover, box shaped part plays a different role in vario us fields, such as protection, anti-magnetic leakage, fixed. The box-shaped non-rotating body parts, and its geometry is represented by four rounded corners and four straight edge. Deformation of the drawing, the rounded part of the equivalent of a cylindrical drawing the straight edge part equivalent to the bending deformation. Compared with the rotating body parts drawing, deep drawing deformation is more complicated. With the ANSYS / LS-DYNA non-linear finite element analysis software, the system of sheet metal formability simulation, substantially reduce the amount of design and experiment, to reduce costs and improve the quality of the material forming. The box-shaped pieces forming process so as to explore the box drawing deep deformation characteristics will help guide the production, shorten the production cycle, to improve the box-shaped product quality. The simulation results show that the blank holder force control technology can significantly improve the box-shaped forming properties.Keywords: box-shaped parts; the ANSYS / LS-DYNA; blank holder force.目录第一章绪论在现代工业生产中，60%~90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业已成为工业发展的基础，而模具作为一种高附加值的技术密集型产品直接为高新技术产业化服务，又大量采用高新技术，因此模具已是高新技术产业的重要组成部分。
谈盒形件的拉深
职称参评论文级别：工具钳工一级实习指导教师（转系列）谈盒形件的拉深姓名：陈伟单位：云南省工业高级技工学校身份证号：532201************ 日期：2010年6月13日谈盒形件的拉深陈伟（云南省工业高级技工学校技训中心）摘要：拉深盒形件时，在转角处易产生裂纹，凸沿处容易起皱。
本文试从模具的设计制造、安装，材料的性能与下料形状等方面探讨其原因和解决办法，摸索盒形件的拉深规律。
关键词：模具拉深裂纹起皱1、前言曾设计并安装调试过几套盒形零件的拉深模具，其中一套一汽红塔轻卡车用膨胀水箱本体零件的拉深模较为典型。
该模具为有压边装置一次成型拉深模。
在试模时，冲压质量不稳定，有20%的拉深件在转角处出现裂纹，另绝大部分在凸沿的一侧出现细微皱纹。
分析原因可能是压边力过大、凸凹模间隙不合适、凸凹模光洁度不够、拉深深度过深、模具结构不合理、模具制造精度不够等。
通过逐一分析检查，采取一些措施后解决了问题，拉深件的质量得到了保证。
现将有关原因和问题解决的措施写出来，以供参考。
2、拉深件该零件为两对角带斜角的盒形件，其与另一零件（水箱上盖）对接滚焊后成为密封的盛水容器。
因此冲压件绝对不能有裂纹和皱纹，否则将严重影响焊接质量和密封性而产生废品，但零件的尺寸精度要求不高，因此冲压工艺与模具要重点考虑产品的形状要求及变薄、裂纹、起皱情况。
零件图及技术要求如图1，该零件为有凸缘的拉深件，凸缘宽度50mm，拉深深度60mm。
拉深较浅，据经验和计算判断可一次拉出。
但零件共有六个内圆角，同时底部有5mm深的加强筋，变形具有一定的复杂性，模具设计制造、安装调试和使用要充分考虑各种影响因素。
技术要求：1、材料为08F，厚度1mm；2、不允许有裂纹、毛刺、皱纹；3、拉深后最薄处不小于0.6mm;图1 本体零件图3、模具该零件为有凸缘的盒形件，总体形状不算复杂，尺寸要求也不算高。
根据零件的尺寸和冲压力大小，压力机采用160T气动单动压力机。
基于Dynaform的盒形件拉深成形仿真技术研究
基于Dynaform的盒形件拉深成形仿真技术研究I. 前言- 研究背景和意义- 国内外研究现状II. 盒形件拉深成形仿真技术概述- 相关概念和定义- 成形工艺及其特点- 成形过程仿真技术的发展状况III. 基于Dynaform的盒形件拉深成形仿真技术研究方法- Dynaform仿真软件的基本原理与应用- 盒形件拉深成形仿真参数分析- 仿真结果的评价IV. 实验研究和结果分析- 实验材料与装置介绍- 不同参数对盒形件成形仿真结果的影响分析- 实验结果分析与讨论V. 结论与展望- 研究结果的总结- 存在的不足和改进方案- 未来研究的方向和意义注：Dynaform是一款工业成形仿真软件，可用于汽车、航空、电子等多个行业的产品设计和制造。
盒形件拉深成形是指在平面金属板上通过压力的作用将其拉伸成为三维盒状结构的成形过程。
第一章前言盒形件是目前工业制造中常用的形状之一，它具有结构稳定、装配简便等特点，在汽车、航空、电子等行业得到广泛应用。
其中，盒形件拉深成形是一种广泛应用的成形工艺，通过将平板金属拉深成为三维盒状结构，可以满足各种不同制造需求。
盒形件拉深成形技术的优化和研究对于提高制造质量和降低成本具有重要意义。
目前，工业领域中盒形件拉深成形仿真技术的研究和发展正在加速推进。
本研究将基于Dynaform工业成形仿真软件，探究盒形件拉深成形仿真技术的研究方法和实验结果。
通过分析盒形件拉深成形中的过程及其特点，探讨仿真技术在盒形件拉深成形中的应用，帮助企业提高盒形件的制造效率、降低成本和提高质量。
第二章盒形件拉深成形仿真技术概述2.1 相关概念和定义盒形件拉深成形是将平板金属拉深成为三维盒状结构的成形过程，这种成形方式具有成型精度高、制造周期短、使用范围广等优点。
盒形件拉深成形的关键技术是金属的可延性，也就是通过力的作用，将金属拉深到所需的形状。
2.2 成形工艺及其特点盒形件拉深成形是一种多工序的工艺，需要经过下料、折弯、切口等工序，其中最关键的是拉深成形工序。
盒形件的拉深
从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成 2 个长度为 (A-2r) 和 2 个长度为 (B-2r) 的直边加上 4 个半径为 r 的 1/4 圆筒部分(图4.4.1) 。
若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为 2r 、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。
但实际上圆角部分和直边部分联系在一起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深，有其特有的变形特点，这可通过网格试验进行验证。
拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。
变形前直边处的横向尺寸是等距的，即，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表面的网格发生了明显的变化(如图4.4.1所示) 。
这些变化主要表现在：图 4.4.1 盒形件的拉深变形特点⑴直边部位的变形直边部位的横向尺寸变形后成为间距逐渐缩小，愈向边中间部位缩小愈少，即纵向尺寸变形后成为，间距渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，即。
可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。
(2) 圆角部位的变形拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直等距平行线。
同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越向口部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。
因此该处的变形不同于纯粹的拉深。
根据网格的变化可知盒形件拉深有以下变形特点：(1) 盒形件拉深的变形性质与圆筒件一样，也是径向伸长，切向缩短。
沿径向愈往口部伸长愈多沿切向圆角部分变形大，直边部分变形小，圆角部分的材料向直边流动。
即盒形件的变形是不均匀的。
(2) 变形的不均匀导致应力分布不均匀(图 4.4.2) 。
在圆角部的中点最大，向两边逐渐减小，到直边的中点处最小。
故盒形件拉深时破坏首先发生在圆角处。
又因圆角部材料在拉时容许向直边流动，所以盒形件与相应的圆筒件比较，危险断面处受力小，拉深时可采用小的拉深系数也不容起皱。
图 4.4.2 盒形件拉深时的应力分布(3) 盒形件拉深时，由于直边部分和圆角部分实际上是联系在一起的整体，因此两部分的变形相影响，影响的结果是：直边部分除了产生弯曲变形外，还产生了径向伸长，切向压缩的拉深变形。
4.4 盒形零件的拉深
盒形零件的拉深4.4盒形零件的拉深4.4.1盒形零件拉深变形特点盒形件是由圆角和直边两部分组成，可以把它划分为四个长度为A －2r 和B －2r 的直边部分（相当于弯曲）和四个半径为r 的圆角部分（相当于拉深）。
1231231231231231231231......===...=...2h h ...h h h ...h =h =h =...=h nnn n nnn l l l l l l l l l l l l l l l l h h h ∆∆∆∆''''∆∆∆∆''''∆∆∆∆>∆>∆>∆>>∆∆∆∆∆''''∆∆∆∆∆∆∆∆<∆拉深后横向尺寸愈靠近中部，尺（1）直边部分）横向尺寸拉深前：、、、、拉深后：、、、、）纵向尺寸拉深前：、、、、拉深后：、、、、寸越小123h h ...h n h ''''<∆<∆<<∆拉深后纵向尺寸愈靠近盒形件口部，尺寸越大（2）圆角部分1）拉深前与底面垂直的等距平行线拉深后变成径向放射线(上部距离宽，下部距离窄的斜线);2）同心圆的间距不再相等，而是变大，越向口部越大。
图4-35 盒形件拉深时的应力分布（1）盒形件径向伸长，切向缩短，凸缘变形区径向拉应力σ1和切向压应力σ3分布不均，圆角处大，直边处最小；（2）圆角处的径向拉应力和切向压应力最大，为变形危险区；（3）盒形件的直边和圆角部分联系在一起，两部分变形相互影响，不是单纯的拉深和弯曲变形。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）4.4.2盒形零件拉深毛坯的形状与尺寸确定确定原则：保证毛坯的面积应等于加上修边余量后的零件表面积。
由于盒形件拉深时周边的变形不均匀，应把毛坯形状和尺寸进行修正，使毛坯轮廓成光滑的曲线，尽可能保证拉深件口部高度一致。
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盒形件拉伸成形分析零件（盒形件）
通过SolidWorks软件绘制零件如图所示
图1 零件图2 坯料其中零件尺寸为320X200X35，坯料尺寸为480X320，单位mm。
分别另存为igs格式的文件，准备导入Dynafrom软件。
Dynafrom成形步骤
1 导入零件，修改名称
打开Dynafrom软件，在菜单栏中选择“文件”——“导入”，将两个igs格式的零件依次导入软件中，选择“零件层”——“编辑”，分别将坯料名称修改为blank，将零件名称修改为die。
2 网格划分
点击“零件层”——“显示/隐藏零件层”，选择“die”，点击确定，将die 隐藏。
点击“前处理”——“单元”，点选，将最大尺寸修改为5，如图3所示：
然后依次点击“选择曲面”，“显示曲面”，“确定”，“应
用”，“是”
图4
图3
图5
零件被划分网格
后如图4所示，点击
“退出”——“确定”。
同样，再将blank
隐藏，再点击右下角
的“当前零件层”，点
击“die”，退出，将die设为当前层。
再重担blank的步骤，对die进行网格划分，网格划分后效果如图5所示。
3 创建压边圈
将blank层显示出来。
点击“零件层”——“创建”，输入binder，“确定”。
点击“前处理”——“线/点”，点击“创建”，选择“点”——“工作平面上的点”，在坯料周围画出矩形，如图6所示，再点击“确定”——“确定”，因而退出。
在工具栏中选择“坯料生成器”——“边界线”，用光标，单击画出的矩形，将单元大小改为5，“确定”，接受网格？点击“是”，效果如图7所示。
图6 图7 此时，binder在零件的中间，如图8。
点击“前处理”——“单元”——“变
换”，点选“输入值”，点击“选择单元”，选择binder层，选择“伸展”
，在视图内点选binder，点击“确定”，在Z轴上进行调整，输入适当值，将binder层调整到离blank层适当距离，如图9所示：
图8 图9
再通过“前处理”——“线/点”——“删
除”将原来在零件中间的那个binder层删
除。
binder层就此创建完毕。
4 工艺补充面
点击“模面工程”——“预处理”，如图10
所示分别将die与blank进行添加。
添加后退
出。
点击“模面工程”——“工艺补充面”，点
击“新建”，选择，点击“确定”，再点击
“创建”——“应用”，即可自动生成工艺补充
面，效果如图11粉色部分所示。
然后“关闭”
——“关闭”，退出。
图10
图11 图12 点击“模面工程”——“模面修改”——“裁剪压料面”——“选择”，然后用光标在binder层与工艺补充面相交的矩形附近点一下，相交处成高亮显示，点击“确定”——“应用”——“是”，效果如图12所示，然后“关闭”——“关闭”，退出。
5 模型检查
点击“前处理”——“模型检查/修补”——“自动翻转单元法向”——“鼠标所选择的零件”，点击binder层，如果箭头方向向上，点击“是”，否则点击“否”。
点击“退出”。
点击“显示边界”，除了轮廓外如果里面没有高亮白色显示，证明模型
没有错误。
点击“清除加亮图形”，“确定”退出即可。
6拉伸成形
点击“设置”——“拉延”，选择“Double action(Toggle draw)”和“Lower Tool Available”。
点击“Blank”——“选择零件”——“添加”，将blank添加后，点击“确定”——“确定”——“退出”。
然后依次选择“Binder”和“Lower Tool”。
注意，在“Lower Tool”里添加零件里，需要将“die”和工艺补充面都添加上。
点击“材料”后的“None”，标准为“China”，如图13所示。
然后点击“确定”——“确定”，退出材料的选择。
厚度为默认“1.00”mm。
工具运动速度改为2300，上压边力改为
13000。
修改完毕后如图14所示。
图13 图14
然后点击“应用”——“提交任务”，将分析类型改为“Job Submitter”，点击“确定”。
然后Dynaform会弹出一个黑色对话框，开始进行运算。
运算结束后如图15所示：
图15
7 后处理
点击“后处理”——运行“eta/POST”，打开part1.d3plot。
可以通过点击“厚度”和“成形极限”来观察零件厚度变化和成形变化。
其中厚度图所图16所示，成形极限图如图17所示。
图16 图17。