The axisymmetric problem is considered, while the punch speed was set to 

CAD/CAE DEFORM-3D. Matrix was set to zero speed. The punch and the matrix 
were considered absolutely rigid. 

To describe the mechanical properties of blank materials adopted elastic-plastic 

material model. The hardening curves were specified in a table in CAD / CAE 
DEFORM-3D system for processing temperatures. Mechanical properties were also 
set for blank materials: for aluminum alloy, the modulus of elasticity Е = 0,7110

5

 MPa, 

poisson ratio  = 0,34, and titanium alloy the modulus of elasticity Е = 1,1210

5

 МPа, 

poisson ratio  = 0,32.  

Analysis of the results of the displacement force calculation (fig. 5) showed that 

with a minimum coefficient of friction =0,01 (fig. 5, а) the maximum values of the 
deformation forces do not differ significantly. By increasing the friction forces between 

the matrix and the workpiece to 

.

=0,3 (Fig. 5, b) there is an increase in the drawing 

force with a decrease in the angle of the working part of the matrix. So when drawing 

through a matrix with an angle  = 4 the force on the punch is 47% more than the 

draw force through the matrix with an angle   = 10. This is due to the increase in the 

working surface area of the matrix at  = 4. With an increase in the coefficient of 
friction also increases the work of drawing the blank, which is determined by the area 
of the corresponding graphs in fig. 5. 

 

а 

 

б 

Figure 5. The graph of force dependence on the movement of the blank 

system, aluminum-titanium, at: a – 

.

=0,01; b – 

.

= 0,3; 1 -  = 4°; 2 -  = 7°; 3 - 

 = 10° 

 
Distribution of radial compression stresses (Fig. 6) on the boundary surface is 

characterized by a gradual increase in proportion to the degree of compression. The 
maximum compressive stresses correspond to the zone close to the output of the matrix. 

In this case, their value increases with decreasing angle  and reducing the coefficient 
of friction. 

 

- 525 -