随着科学技术的不断发展,人们对精密零件需求越来越大,对零件加工精度的要求也越来越高。高精度的薄壁不锈钢杯形件广泛应用于仪器仪表、航天航空等行业。拉深方法由于材料利用率高,生产效率高等特点,是制造薄壁杯形件的一种最常用的塑性加工成形方法。本文以薄壁不锈钢杯形件拉深成形质量为主要研究对象,针对薄壁不锈钢杯形件拉深过程中的成形质量问题进行了研究。借助有限元仿真分析和试验对杯形件拉深的传统成形参数(材料性能、凹模圆角、凸凹模间隙、压边力、摩擦系数)和非传统成形参数(拉深筋、渐变圆弧凹模圆角)进行了研究,获得了这两类成形参数对薄壁不锈钢杯形件成形质量的影响规律。具体研究内容和结论如下:1、结合某仪表壳零件进行分析,发现薄壁不锈钢杯形件在拉深过程中会产生口部不圆、侧壁不直、壁厚减薄严重等尺寸超差成形质量问题,对其成因进行了分析并确定了优化目标。2、结合有限元模拟软件Dynaform,分析了杯形件拉深的传统成形参数对不锈钢杯形件口部椭圆度、侧壁直线度、侧壁鼓起和最大减薄率的影响规律。结果表明:增大板料厚度、压边力和凸模与板料之间的摩擦系数,减小凹模圆角半径和凸凹模间隙,会使薄壁不锈钢杯形件口部椭圆度和侧壁直线度得到改善;减小板料厚度、压边力和凸模与板料之间的摩擦系数,增大凹模圆角半径和凸凹模间隙,会使薄壁不锈钢杯形件侧壁鼓起和最大减薄率得到改善。通过对传统成形参数进行分析,预测出传统成形参数下的成形质量结果。从初步分析结果看出,杯形件拉深后口部椭圆度最小可达到0.28mm,仍没有满足零件要求的0.1mm的椭圆度公差要求。3、试验验证了凸模与板料间的摩擦系数和压边力对薄壁不锈钢杯形件拉深成形质量的影响规律,与模拟结果相近,证明有限元模拟对口部椭圆度和侧壁直线度值的预测的可信度比较高。4、研究杯形件拉深的非传统成形参数(拉深筋、渐变凹模圆角)对杯形件口部椭圆度的影响规律,发现半圆形拉深筋和两段相切圆弧凹模圆角对口部椭圆度改善效果最好。利用正交试验分析得到影响口部椭圆度因素的主次顺序是:拉深筋高度>小圆弧半径>大圆弧半径>圆弧切点位置。5、将遗传算法与SVM建立的回归模型相结合,以杯形件口部椭圆度为优化目标,对拉深筋高度、两段相切圆弧大圆弧半径、两段相切圆弧小圆弧半径和圆弧相切位置这四个参数进行了优化,进一步将本文所研究的薄壁不锈钢杯形件口部椭圆度由0.28mm减少至0.09mm,符合椭圆度小于0.1mm的形位公差要求。此时工艺参数为拉深筋高度4mm,两段相切圆弧大圆弧半径6.0mm,小圆弧半径3.1mm,切点位置0.687。其它成形质量结果均符合要求。