练毅， 孙美艳， 倪刚

（江海职业技术学院机电系，江苏扬州225000）

0 引言

随着计算机技术的快速发展,有限元技术在工程设计和分析中得到了广泛的应用,并构成了计算机辅助工程技术的核心。锻件的锻压成形过程是一个非常复杂的弹塑性大变形过程，很难用准确的数学关系式来进行描述［1-2］。采用Deform-3D软件对大变形生产工序进行模拟分析和优化，对锻件生产能起有效的指导作用。

外凸台内齿圈件主要在汽车发动机行星减速电机中使用，要求具备抗冲击、抗疲劳、轻量化和传递大扭矩等特性，如图1。

图1 外凸台内齿圈件反挤压试件

为了研究数值模拟效率，应用正交实验法对本例中的仿真过程进行研究，以凸模在Z轴（运动模具的轴向）所受的载荷为研究指标，分析Deform-3D在不同的步长、网格数和网格重划分度下计算的速度，从而找到这3个因素对数值模拟效率的影响力大小，为数值模拟参数优化设置提供依据。

1 外凸台内齿圈件有限元模型的建立

1.1 外凸台三维几何模型的建立

在UG/NX环境下，通过三维建模，分别完成坯料、模具和冲头的三维实体几何建模。几何参数设置如表1所示。凸模、毛坯和凹模三维模型如图2所示。

1.2 工艺参数的选择

以STL格式导入Deform-3D软件的前处理器中，工艺参数设置如表2所示。

表1 外凸台内齿圈件几何参数

1.3 数值模拟软件参数的选择

采用剪切摩擦模型。工件材料选用steel（1045），采用 Deform 中自带的材料本构关系。由于是冷挤压，摩擦因数为0.12。

取模型的1/3为研究对象。……