拉深成形是冲压生产中一种极为重要的加工方法，它是一种少、无切削的先进 加工方法，在汽车制造、电子仪表、船舶制造、航空航天、兵器工业等得到了广泛 的应用。板料成形的基本工序主要包括弯曲、胀形、拉深和翻边。拉深是利用拉深 模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心工件，或将已制成的开口空心件加 工成其他形状空心件的一种冲压加工方法。拉深也称为拉延[1]。由拉深成形所生产

零件占的比例最大，成形过程中所产生的工艺缺陷也最多。拉深成形技术有很多优 点如材料利用率高、产品质量稳定、生产操作简单，不需要特别的技能就能操纵压 力机械、易于实现自动化大规模生产，有加工成本低、生产效率高的特点，而且用 拉深工艺可以制成筒形、阶梯形、锥形、球形、方盒形和不规则的薄壁零件，如果 与其它冲压成形工艺方法配合，还可以制造成形状极为复杂的零件拉深件。可加工 尺寸范围也是 相 当广 泛 的， 从 几 毫米 的 小零 件 到 轮廓 尺 寸达 2~3m，厚度 达 200~300mm 的大型零件[3，4]。

基于传统的设计方法很难完全事先确定板料成形过程中易于出现的问题，近年 来，随着计算机技术和有限元方法的发展，板料成形数值模拟已经成为金属塑性加 工领域的前沿课题之一。板料拉深数值模拟是这样的一个过程，采用专用的计算机 软件在计算机上对整个成形过程的各种物理量的变化进行数值计算，预测出成形过 程中所关心的各种有用的技术信息，并将最终的计算结果以各种图形或动画的形式 直观生动地显示在计算机的屏幕上。从屏幕上可以看到工件的详细变形过程，以及 各种物理量随着空间和时间的变化。如果工艺、模具或坯料设计不当，还可以看到 由此所产生的各种成形缺陷，如起皱、拉裂、凸耳与回弹等等。做一次工艺数值模 拟，就相当于在计算机上做了一次虚拟的工艺试验。与实际工艺试验相比，它的优 势是成本低、周期短，所得到的技术信息更多更全，而且全是定量化的数据。如果 发现模拟出的工件具有某些缺陷，可以根据自己的经验找出产生缺陷的原因，然后 对工艺、模具和坯料进行修改。将修改后的数据进行第二次工艺模拟。如此反复直 到工艺成功。目前板料拉深数值模拟技术已经基本成熟，并在实际生产中发挥了巨 大的作用[5-10]。

1。3 课题的研究目的及意义

模具是生产加工零件的基础装备，在整个制造行业占有很重要的地位。模具制 造水平的高低直接反应了一个国家制造业水平的高低。一副好的模具能大大降低零 件的生产成本，提高材料的利用率，促使产品的更新换代。经过长时间的发展，模 具的结构也在不断进步。从最开始简单的结构到现在已经可以制造出很复杂的模具 结构。随着制造技术的提高，线切割、电火花加工等技术也逐渐加入到了模具制造 中，使得模具的制造精度越来越高，模具设计制造周期不断缩短，模具的寿命也不

断提高。除此之外，随着计算机技术的普及，模具结构中也不断加入了一些电器元 件，使得模具变得更加智能。一些模具设计的专家系统也不断被开发出来，使得模 具设计变得更简单效率更高。如今，整个模具设计过程基本都在电脑上完成，工厂 基本实现了无图纸化生产。虽然模具设计制造相较过去已经有了很大的进步。但与 国外相比还是有所差距。例如，在模具的制造装备上，高端的机床、加工中心与日 本等国相比精度、结构等都不足。因此模具的设计制造技术还需不断提高优化，从 而提升零件生产制造水平。