制定工艺方案

◆ 选取落料冲孔方法。

激光切割和普通冲裁。

激光切割精度高、切口表面粗糙度低，但其对板料表面的要求也较高，成本高。

考虑到操作的简单易行与后续成形加工时坯料的稳定性，选用普通冲裁。

拉伸精整方案。

需要计算拉深系数与次数以及是否需要压边圈。

成形齿形。

挤压与旋压成形。本文采用变薄挤压来成形齿形，提出三种方案：

内毂：方案一：

第一步计算变薄系数为0.8大于拉深钢板的首次变薄系数0.53~0.63可以一次成型（否则要拉深两次才能成形）第二步计算减薄率为15%

方案二：分别计算两步减薄率为20%和15%

方案三：计算减薄率为32%

外毂：第一步计算变薄系数为0.83大于拉深钢板的首次变薄系数0.53~0.63可以一次成型（否则要拉深两次才能成形）第二步计算减薄率为13.6%

方案二：分别计算两步减薄率为16.67%和24%

方案三：计算减薄率为36.67%

修边及冲侧壁孔。

因前面成形所得工件，在其口部会出现参差不齐的现象，因此，必须采用修边工序将口部修齐，使工件的高度尺寸达到零件要求。

修边方法有两种：当生产批量不大时，可采用车削修边；当生产批量大时，可采用修边模具修边。

冲孔方法：一是在冲床上采用悬臂式凹模将孔逐一冲出，另一种是设计一副水平径向专用冲孔模，利用楔块原理，将冲床或油压机滑块的垂直运动变为冲头的水平运动而实现冲孔，但模具结构复杂，制造要求高，使用中容易出现冲头折断的问题，所以优先采用第一种方法。

工艺参数计算。

内毂：毛坯：根据面积相等和形状相似原则，及相应的公式计算毛坯尺寸。

拉深：根据不起皱条件及极限拉深系数判定不需要压边圈，并可以进行一次拉深。

外毂：毛坯：采用体积相等原则，计算毛坯尺寸。

拉深：同内毂一样不需要压边圈可以进行一次拉深。

成形力的计算。

根据相应的公式及**分别计算内外毂的落料力冲孔力及拉深力。

有限元数值模拟分析一般分为三步：前处理，分析，后处理。具体流程图如图3-1所示，其中，前处理包括建立几何模型，建立有限元分析模型等；计算分析包括定义接触、边界条件、定义作业参数并提交运行，分析材料在变形过程中的应力应变等；后处理计算主要是用计算机图形来分析计算所得的数值结果。。

由于本文所研究的冲锻成形过程为准静态问题，因此选用abaqus/explicit 求解器来进行分析，建模工作利用ug 三维造型软件完成。

根据材料性能测试得出其抗拉强度，屈服强度，并将其转换成真实应力应变，同时确定其延伸率，硬化指数，泊松比，本构方程，杨氏模量，及abaqus 中材料需用材料的真实塑性应变ε pl=ε e。

考虑到成形齿形时有，较小的圆角，在划分网格时，将坯料最小网格划分为0.4mm (侧壁和厚度方向上)，最大网格划分为1mm (底部不变形区)。采用6面体单元。

设置模具为刚体，坯料为变形体，材料为弹塑性各向同性材料，密度为7.89×103kg/m3，工具与坯料之间的摩擦系数为0.1。