7.5.2　渐变型面拉伸成形过程分析

7.5.2　渐变型面拉伸成形过程分析

本节结合固定型面拉伸成形过程，分析渐变型面拉伸成形过程及皱纹抑制机理。图7.7为固定型面的柔性拉伸成形过程中板料的Mises应力分布云图。在板料与模具贴合的初始阶段，板料内部的拉应力分布相对均匀；随着包覆角度的增加，板料边缘部位先与模具贴合、中间部位板料处于悬空状态，导致原有拉应力平衡状态被破坏，随着包覆角的进一步增加，横向压应力的骤增导致板料产生面外失稳进而形成皱纹；成形结束时，包覆过程中产生的部分皱纹消失，但是在零件的中间部位形成了不可消除的死皱，导致成形后的零件无法使用。

图7.8为渐变型面拉伸成形过程中板料的Mises应力分布云图。可以看出，在板料与模具包覆的初始阶段，板料内的拉应力分布相对均匀，如图7.8（a）所示；在多点模具冲头的顶升过程中，由于板料横向收缩导致板料成形区内的压应力逐渐增加［图7.8（b）、（c）、（d）］，但由于板料始终与模具贴合，因此并没有发生面外失稳，成形结束时并未出现起皱缺陷（成形结束时板料内的应力呈阶梯状分布，未出现应力跳跃），表明使用渐变型面拉伸成形可以有效抑制皱纹的产生。

图7.7　固定型面柔性拉伸成形过程中板料的Mises应力分布云图(https://www.daowen.com)

图7.8　渐变型面拉伸成形过程中板料的Mises应力分布云图

渐变型面拉伸成形能够抑制双曲抛物面曲面件成形过程中出现的起皱缺陷，其主要原因：成形过程中板料的中间部位（易起皱区域）始终与模具贴合（防止板料产生面内失稳），板料与弹性垫之间的摩擦力在一定程度上限制了板料的横向收缩，从而降低了由不均匀拉应力诱发的横向压应力，进而达到抑制皱纹产生的目的。