金属表面镀层处理是材料表面改性的重要方法,随着环保、节能和生产成本等的新要求,逐步形成了“先对基材表面镀层处理,后对带金属表面镀层材料精密塑性成形”的加工方式。目前,有限元法已成为研究板料成形的一种重要方法,这种方法不仅可以预测板料成形过程中的应力、应变分布、成形缺陷以及分析缺陷产生原因,而且可以比较准确的分析工艺参数对成形过程的影响。本文首先对板料成形的研究现状进行综合评述,然后讨论镀层薄板有限元成形模拟中的关键问题,最后采用ANYSY/LS-DYNA软件模拟镍镀层薄板成形过程,研究冲压工艺参数与模具参数对镍镀层薄板成形的影响,并对部分模拟结果进行实验验证。本文的主要研究内容及结果如下:(1)通过对镍镀层薄板冲压成圆筒件的过程进行模拟,得到了镍镀层和基体的应力应变场、厚度变化及冲压力行程曲线。计算结果表明镀层和基体在凹模圆角处的应力应变场最大,镀层的应力分布较之基体复杂,表现为圆筒件底部分布不均匀。同时发现在凸模圆角处板料最易拉裂,基体与镀层的减薄率分别达到了4.8%与6.7%,冲压力先增后降,当冲压深度为12.62571mm时,冲压力达到最大值15.41846KN。(2)为了对模拟结果进行验证,对镍镀层薄板冲压圆筒件进行了实验研究,结果表明模拟得到的圆筒件形状与实验很好的吻合,模拟圆筒件深度为15.6mm,实际的深度为16mm。最后,通过扫描电镜观察了界面的结合情况,同时采用扫描电镜附带的软件测量了镀层厚度变化,发现界面未见开裂现象,镀层厚度变化趋势与模拟结果一致。(3)研究了压边力对镍镀层薄板成形质量的影响。发现此板料在没有加压边力的情况下会出现起皱,而施加较小的压边力(400N、800N),冲压的后期阶段会出现起皱,当压边力为1KN时,冲压件质量较好。最后为了改善板料的成形性能,设计了一条变压边力曲线,结果表明此压边力不仅能够防止起皱,而且有效的防止拉裂。(4)采用有限元法研究了摩擦系数、凹模半径、冲压速度等工艺参数对镍镀层薄板成形的影响。发现摩擦系数增加,冲压力随之增加,基体与镀层在最薄处的厚度均变薄,镀层变薄较之基体更严重。同时发现凹模半径减少,冲压速度增加均会增加板料的拉裂机会。通过本文的研究,得到了镍镀层薄板的成形特征,了解了工艺参数对镍镀层薄板成形的影响。研究结果对镍镀层薄板的工业冲压具有一定的指导意义。