论文摘要
产品的轻量化,就是在保证产品功能的前提下,尽可能地降低产品的总质量。目前,轻量化是各类产品的一个发展趋势,主要靠减少零部件、更换轻质材料或简化产品结构等来实现。对于塑性加工成形的金属腔体、箱体和盒体等产品外壳,可在其表面成形各种形状的凸起来减轻壳体的重量,因为凸起结构附带定位、转轴、卡紧、铆接、加强结构等许多作用,简化了结构。本文介绍了反挤压法和底部压缩拉深法成形凸起的加工原理,采用基于刚塑性有限元法的DEFORM-3D软件分别对反挤压法和底部压缩拉深法成形凸起的过程进行了数值模拟,得到了成形过程中的变形规律及相关参数,讨论了加工速度、初期板厚、摩擦系数和背压这些主要成形条件对成形过程的影响,并对底部压缩拉深法成形凸起进行了实验验证。得出以下主要结论:1.凸起成形过程有以下特点:（1）.凸起成形过程中会产生缩孔缺陷;（2）.加工速度加快了成形速度,但对加工载荷、凸起高度及缩孔等影响较小;（3）.初始板料越厚,凸起高度的极限值越大,缩孔缺陷越难发生;（4）.摩擦系数越大,反挤压法的极限凸起高度越大,底部压缩拉深法的极限凸起高度越小,缩孔缺陷越难发生;（5）.避免缩孔缺陷的产生可采取的途径有:选用适当的初期板厚及摩擦系数,控制加工行程。2.反挤压法成形凸起的加工载荷变化大,底部压缩拉深法的加工载荷稳定;3.底部压缩拉深法的最大加工载荷较反挤压法小,因为底部压缩拉深法在工件底部施加了背压。施加的背压越大,所需的加工载荷越大,凸起高度的极限值越大,缩孔缺陷越容易产生。4.实验表明,底部压缩拉深法可用于实际零件的凸起成形,通过优化模具结构及采用合适的润滑条件,可以成形出无缩孔的凸起。5.底部压缩拉深法成形凸起的生产成本低,建议优先采用。