铝合金盒形件拉深的变压边力控制胡志华，慕东(成都工业学院四川省高校模具技术重点实验室，四川成都611730)摘要：建立了铝合金盒形件拉深成形的有限元分析模型。利用数值模拟软件DYNAFORM,研究了整体压边和分块压边随时间和位置变化的变压边力(VBHF)对铝合金盒形件成形性的影响。结果表明，∧形的变压边力控制曲线能够改善铝合金盒型件的成形性；分块压边力随位置和变形程度的变化能控制起皱和拉裂的发生，从而保证铝合金盒形件的成形质量。关键词：铝合金；变压边力；模拟中图分类号：TG386.3+2文献标识码：A文章编号：1001-3814(2013)03-0084-03ControlofVariableBlank-holderForceinDeepDrawingAluminumAlloyBoxHUZhihua,MUDong(KeyLaboratoryforMoldTechnologyofSichuanProvince,ChengduTechnologicalUniversity,Chengdu611730,China)Abstract：Thefiniteelementanalysismodelofdeepdrawingaluminumalloyboxwasestablished.Theeffectsofthevariableblank-holderforce(VBHF)ofwhichsingle-pieceblank-holderandthesegmentedblank-holderchangewiththedrawingtimeandpositionontheformabilityofdeepdrawingaluminumalloyboxwereinvestigatedwiththesimulationsoftwareDYNAFORM.Theresultsindicatethatthe∧-shapedVBHFcurvecanimprovetheformabilityofaluminumalloybox.Thesegmentedblank-holderforcechangingwiththepositionanddeformationdegreecancontrolthewrinkleandfracturetoensureformingqualityofthealuminumalloybox.Keywords：aluminumalloy;variableblank-holderforce;simulation压边力(Blank-holderForce，BHF)是拉深成形过程中的一个重要工艺参数。通过压边力的调整可以控制甚至消除成形过程中出现的拉裂、起皱等缺陷。但是，传统的整体式刚性压边只能作用在板材最厚点，其它部位因没有与压边圈充分接触而出现失稳起皱。为了消除起皱通常会增大压边力，但过大的压边力又会导致材料的拉裂。同时，对于非对称零件，板料各部分流入凹模的速度和材料多少不同，整体压边圈更难以满足其压边要求，从而制约了材料形性能，减少和消除成形过程中起皱和断裂等缺陷，而且能提高冲压件的尺寸精度和冲压过程的稳定性[2]。本文以铝合金盒形件为研究对象，以数值模拟技术为手段，通过对成形过程中整体压边的定常压边力控制、整体压边随时间变化的压边力控制、分块压边的定值压边力控制、分块压边的变压边力控制等情况的数值模拟，研究了变压边力对铝合金板料成形盒形件的影响。为通过工艺控制手段改善铝合金板冲压成形性能提供了理论依据。1有限元模型的建立的成形性能普遍比钢板差。传统的恒定压边力(CB-1.1模具结构采用目前应用较广的有限元软件DYNAFORMHF)难以获得所需成形质量[1]。因此，部分学者提出了随位置和时间的变压边力控制(VBHF)方式，即成形时在制件的不同位置施加大小不同的压边力。采用这种变压边力控制技术，不仅可以提高薄板的成对拉深过程进行数值模拟。盒形件拉深模具的结构如图1所示，其主要几何尺寸为：凹模型腔长280mm×宽160mm，侧壁转角30mm，凸、凹模圆角半径均为10mm。板坯尺寸取400mm×300mm，角部圆角半径80mm过渡。材料为铝合金6111-T4,料厚1mm，收稿日期：2012-08-12基金项目：四川省教育厅科研项目(12ZB181)作者简介：胡志华(1980-),女,重庆人,讲师,硕士,主要研究方向金属材料成形及CAD/CAM/CAE;电话:13540151327;E-mail:hzh9832@12684凹模压边圈凸模板料图1有限元模型Fig.1TheFEmodela)数值模拟(b)物理模拟破裂位置图2数值模拟与物理实验的制件对比Fig.2Thecomparisonofsimulationandphysicaltestparts压边块压边块2压边块11块块边边压压压边块压边块2压边块图3分块式压边圈ACB图4特征节点位置Fig.4Positionsofcharacteristicnodes《热加工工艺》2013年2月第42卷第3期式为：分别在四个圆角处、短直边、长直边建立三组压边圈压边块、压边块1、压边块2，如图3所示。表16111-T4力学性能Tab.16111-T4materialmechanicalproperties2模拟结果及分析在模拟结果分析中，由于盒形件结构对称，只取力大于直边，其变形程度也大于直边处的变形。变形区内，直...