目 錄 中文摘要..................................................I 英文摘要...............................................Ⅱ 目 錄...................................................Ⅳ 圖索引...............................................Ⅶ 表索引................................................ⅩI 第一章 緒論.............................................1 1-1前言..............................................1 1-2 研究動機..........................................3 1-3 研究目的.........................................8 1-4 變異式的圓弧角之介紹.............................8 1-5 研究方法與步驟..................................10 1-6 論文架構..........................................10 第二章 基本理論與文獻回顧............................12 2-1 衝壓變形基本理論.................................12 2-1-1 彈性與塑性變形............................12 2-1-2 應變硬化係數(n值).........................14 2-1-3 異向性指數（r值）........................14 2-1-4材料的壓延方向...........................16 2-1-5 壓料作用...................................18 2-1-6 板厚之變化................................18 2-2 文獻回顧...................................19 第三章 有限元素法模擬分析.........................26 3-1 以CAD軟體建立模擬之模具外形.................27 3-2模具網格之建立............................32 3-3材料的機械性質.................................34 3-3-1真應力-真應變............................35 3-3-2 異向性指數（r值）.........................36 3-4 模擬參數設定.................................37 第四章 模擬數據分析...................................42 4-1模具無圓弧角變異之模擬分析........................42 4-2 模具有圓弧角變異之模擬分析.......................45 4-3 變異式圓弧角模具的凸緣高度之數據分析............49 4-4 凸緣高度變化率與圓弧角半徑差的關係..........51 4-5 凸緣高度與圓弧角的關係式之建立.................59 第五章 應用與討論.....................................61 5-1 產品的問題.......................................61 5-1-1 產品凸緣高度分佈的情形.....................61 5-1-2 凸緣高度不均之模擬分析.......................63 5-2 產品問題的解決方式----關係式之應用................67 第六章 結論與建議.....................................77 結 論...............................................77 未來研究方向之建議..................................78 參考文獻..........................................79 圖索引 圖1-1 凸緣成形加工種類...................................3 圖1-2 問題產品照片......................................4 圖1-3產品之工作圖.....................................5 圖1-4穿孔邊緣靠近料邊之情形............................5 圖1-5產品邊緣產生凹陷..............................6 圖1-6產品邊緣凹陷...................................7 圖1-7凸緣高低不均情形.................................7 圖1-8 一般無變異式圓弧角之母模（剖視）..................9 圖1-9 變異式圓弧角之母模（剖視）....................9 圖1-10 變異式圓弧角之母模示意圖.........................9 圖2-1 彈性變形行為示意圖................................13 圖2-2 塑性變形行為示意圖................................13 圖2-3 熱軋與冷軋之晶粒變化..............................17 圖2-4 孔凸緣之凸耳示意圖................................18 圖3-1模擬模具之工程圖-冲頭（Punch）....................27 圖3-2 以CAD軟體建立之模擬冲頭（Punch）.................28 圖3-3模擬模具之工程圖-壓料板（Blank Holder）..........28 圖3-4 以CAD軟體建立之模擬壓料板（Blank Holder）........29 圖3-5模擬模具之工程圖-胚料（Blank）................29 圖3-6 以CAD軟體建立之模擬胚料（Blank）..............30 圖3-7模擬模具之工程圖.................................30 圖3-8 以CAD軟體建立之模擬變異圓弧角模具（Die）.........31 圖3-9 電腦模擬之模具網格圖..............................33 圖3-10 電腦模擬凸緣成形前之初始狀態（剖視）.............33 圖3-11 電腦模擬凸緣成形後之狀態（剖視）.................34 圖3-12 SPCC應力－應變曲線圖...........................37 圖3-13 SPCC之r值輸入..............................38 圖3-14 冲床照片........................................39 圖3-15 胚料行進方向示意圖.............................41 圖4-1 凸緣高度示意圖....................................42 圖4-2 圓弧角無變異R3mm~R12mm之凸緣高度曲線（半圓）.....43 圖4-3各種半徑的平均凸緣高度（模具圓弧角無變異）........44 圖4-4平均凸緣高度與圓弧角半徑之關係曲線..............45 圖4-5變異式圓弧角母模編號示意圖...................46 圖4-6各變異式圓弧角所得之凸緣高度曲線（X方向進料）.....47 圖4-7各變異式圓弧角所得之凸緣高度曲線（Z方向進料）.....48 圖4-8各變異式圓弧角所得之凸緣高度曲線（XZ方向進料）....49 圖4-9 R3-R4-X的凸緣高度曲線............................51 圖4-10 各變異式圓弧角X方向的斜率變化...................52 圖4-11 各變異式圓弧角X方向的截距變化...................53 圖4-12 各變異式圓弧角Z方向的斜率變化...................53 圖4-13 各變異式圓弧角Z方向的截距變化...................54 圖4-14 各變異式圓弧角XZ方向的斜率變化.................54 圖4-15 各變異式圓弧角XZ方向的截距變化...............55 圖4-16 各變異式圓弧角X方向的斜率趨勢圖..............56 圖4-17 各變異式圓弧角X方向的截距趨勢圖...............56 圖4-18 各變異式圓弧角Z方向的斜率趨勢圖...............57 圖4-19 各變異式圓弧角Z方向的截距趨勢圖.............57 圖4-20 各變異式圓弧角XZ方向的斜率趨勢圖............58 圖4-21 各變異式圓弧角XZ方向的截距趨勢圖.............58 圖5-1 凸緣圓周編號示意圖..............................61 圖5-2 各編號點的凸緣高度..............................62 圖5-3 料片高突區示意圖（高突部分靠近凹陷區）............63 圖5-4 模具之外形尺度量取情形...........................64 圖5-5 產品模擬分析之初始狀態（剖視）....................64 圖5-6 產品模擬分析完成（剖視）.......................65 圖5-7 模擬分析完成之胚料................................65 圖5-8 模具邊緣凹陷情形...............................66 圖5-9 電腦模擬完成胚料近緣處凹陷之情形................66 圖5-10 產品近緣處凹陷之情形.............................66 圖5-11 胚料凸緣被抽高的情形（剖視）.....................67 圖5-12凸緣產生高低落差的情況（剖視）...................67 圖5-13 修模後模擬分析之初始狀態（剖視）...............72 圖5-14修模後模擬分析完成（剖視）.......................72 圖5-15修模後模擬分析完成之胚料.........................72 圖5-16修模後模擬分析完成之胚料-凸緣高低落差較小（剖視）.73 圖5-17 修模後進行冲壓之情形.............................73 圖5-18 修模後之新成品..................................73 圖5-19 模具修改後之新成品（凸緣高度落差較小）...........74 圖5-20模具修改前後各編號點實際量得之凸緣高度曲線........75 圖5-21修模前的舊成品...................................76 圖5-22修模後的新成品..................................76 索引 表3-1 變異圓弧角模具模具（母模）之圓弧角設計表..........32 表3-2 材料規格表......................................35 表3-3 製程參數....................................39 表4-1 圓弧角無變異R3mm~R12mm之凸緣高度數據（半圓）.....43 表4-2 圓弧半徑3mm至12mm之平均凸緣高度（圓弧角無變異）.44 表4-3 X方向進料之不同變異度圓弧角所得凸緣高度...........47 表4-4 Z方向進料之不同變異度圓弧角所得凸緣高度...........48 表4-5 XZ方向進料之不同變異度圓弧角所得凸緣高度..........49 表4-6 各變異式圓弧角的斜率與截距........................52 表5-1問題產品各編號點之凸緣高度.........................62 表5-2問題產品各編號點之凸緣高度差距值...................69 表5-3 產品各編號點的正確目標高度.......................70 表5-4 各個編號點應修正的模具圓弧角半徑值...............71 表5-5模具圓弧角實際修改之尺度表....................71 表5-6模具修改後之電腦分析尺度表....................73 表5-7修模後各編號點實際量得之凸緣高度...............74