外文翻译--汽车后底板的冲压模具设计分析（译文）

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1、英文：http:/      外  文  翻  译                       汽车后底板的冲压模具设计分析  Fuh kuo Chen， Jia Hong Liu 台湾国立大学机械工程系，台北，台湾  1994 年 10 月 10 日接收   摘要  本文研究了客车后底板的冲压制造过程。使用圆栅格分析和 3-D 有限元方法，对产生拉深开裂缺陷的最初的冲模设计进行了分析。

2、开裂缺陷是由于压边圈下大范围的金属限制了向杯状区域的流动。优化的冲模设计，包括一个分离的冲模面和一个楔形机构组成的凹模结构，目的是在不添加工序的情况下，向杯状区域提供额 外金属、消除开裂缺陷。这种优化的冲模设计在第一次和第二次拉深的圆栅格分析结果中得到验证，获得了合格的拉深面板。   关键字： 冲压模具；后底板；开裂；圆栅格分析   1.绪论  一般冲压过程中的主要缺陷是开裂，在最近的十年中，很多研究都使用了成型极限分析和有限元分析方法来研究开裂问题的起因和解决办法。自 Keeler 和Backofen 在 1963 年第一次引入成型极限图（ FLDS），在冲压车

3、间里它们就已经被广泛的使用在金属的结构分析中。即使这个成型过程极快， FLDS 也可以显示出应力并提供一个有用的工具去测定，同时有限元方 法能够精确的计算冲压部分的分布应力，并且预知是否可能产生开裂缺陷。  一般来说，解决开裂问题的办法是在主要的拉深过程开始前，向危险地带提供更多的金属，这样可以通过减少压边圈的压力或是改善润滑条件而达到，但是为了输送更多的金属到危险区域，最好最直接的方法是增加一个额外的工序，然而，这个额外的工序会多增加一套模具和额外的劳力从而增加生产成本。  在目前的研究中，优化的模具设计，包括一个分离的冲模面和一个楔形机构组成的凹模结构，目的是为了消除发

4、生在客车面板冲压过程中的开裂缺陷。这种特殊的模具面和楔形结构能为发生开裂缺 陷的危险区域提供额外的金属，而不增加额外的工序。圆栅格分析和 3-D 有限元仿真能够完成开裂缺陷分析的任务。   2.问题描述  客车后面板的设计通常是由两块冲压板焊合在一起，如图 1 所示。之所以选择两块板设计是由于开裂往往是发生在拉深成杯状的壁上，使得冲压一块后底板很困难，如图 2 所示。开裂的发生是由于在杯壁和压边圈之间有一段距离，如图 3中 A-B 处，这限制了压边圈下的金属流入杯状区域，同时两块板的距离很短，有足够的金属能够轻易地流入杯中从而阻止杯缘的开裂，由于成本的考虑，一块后底板容易得

5、到，因此开裂问题必须被攻克。   为了在冲压车间生产出一块后底板，最初的程序包括四步：拉深，再次拉深，清理焊缝，翻边。第一次拉深操作仅仅能够产生杯状外形，如图 3 所示。就杯子周围的肋板来说，这是在第二次拉深操作中形成的。像大多数冲压过程一样，后底板的主要变形是在第一次拉深操作中完成的  。这种传统的拉深过程容许冲床从压边圈中拉出更多的金属到模腔中。为了促进金属的流动，未被拉深的焊料贴在压边圈的表面。然而，由于拉深很深和以上提及的几何学上的难点，在第一次拉深操作后开裂仍在靠近杯壁的底部被发现，如图 2 所示。开裂缺陷的位置表明，在杯壁的一侧和 压边圈之间有相当大的距离，这阻止了金属向杯状区域流动。为了减少压边圈的应力，已经做的努力是帮助金属向杯状区域流动，但这致使在杯状区域底部出现更多起皱，也没有消除开裂，而改善薄金属的质量也被证明是徒劳的。改变润滑条件能减弱开裂问