文档介绍：目录
1 引言 1
选题的背景及意义 1
基于CAD/CAE的冲压成型过程研究与应用 1
主要研究目标及内容 2
论文的组织结构 3
2 方盒形件拉深成形的理论分析 4
方盒形件拉深特点 4
方盒形件拉深缺陷 5
3 基于有限元的板料成形仿真建模 7
板料成形有限元数值模拟基本理论 7
弹塑性有限元理论 7
板料成形数值模拟关键技术 7
DYNAFORM软件概述 8
基于DYNAFORM的方盒件冲压成形模拟的流程 9
方盒件成形仿真 10
模型的建立 10
前处理 11
后处理 15
4 方盒形件拉深成形的模拟分析 16
不同凸模圆角半径下变形特点的分析 16
不同凹模圆角半径下变形特点的分析 18
不同凸模行程下变形特点的分析 21
不同压边力下变形特点的分析 24
不同材料下变形特点的分析 26
根据分析结果设计优化方案 29
小结 30
结束语 32
致谢 34
参考文献 35
1 引言
选题的背景及意义
冲压是通过模具对板材施加压力或拉力,使板材塑性成形,有时对板料施加剪切力而使板材分离,从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法[1]。
近年来,冲压成形工艺有很多新的进展,特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异,冲压件的成形精度更加精确,生产力也得到了提高。前几年的精密冲压主要指对平板零件进行精密冲裁,而现在,除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲,精密拉伸,压印等,可以进行复杂零件的立体精密成形[2]。
由于引入了计算机辅助工程(CAE),冲压成形已从原来对应力应变进行实际冲压试验分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析,以实现冲压过程的优化设计。随着冲压成形工艺的不断发展,冲压CAE技术水平的不断提高,软件使用者经验及相关数据的不断积累,它在缩短产品及模具的开发周期,降低开发成本、提高产品及模具质量等方面将发挥越来越重要的作用[3]。
此外,对冲压成形性能和成形极限的研究、冲压件成形难度的判断以及成形预报等技术的发展,均标志着冲压成形已从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段,使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路[4]。
本课题首先选取了简单的非轴对称件——方盒形件作为研究起点,针对智能数控冲压机床对压边力控制的要求,借助CAD/CAE手段通过改变法兰分区、速度大小、凸模行程、凸凹模圆角半径和压边力方式进行板料的成形性能的有限元分析仿真,探讨方盒件冲压成形工艺。
基于CAD/CAE的冲压成型过程研究与应用
冲压工艺贯穿于冲压产品生产的全过程。冲压CAE技术是从冲压成型过程的实际物理规律出发,借助计算机真实地反映模具与板料的相互作用关系及板料实际变形的全过程,可以用来观察板料实际变形过程中发生的任一特定现象,或用来计算与板料实际变形过程有关的任一特定几何量或物理量。该技术的应用,提高了工艺分析能力和分析结果的准确性,为并行工程的实施提供了有力支持和保障,将传统产品设计过程的大循环缩短为创新CAE技术产品设计的小循环[4]。
随着市场竞争的加剧,冲压CAE技术会得到更广泛的应用,同时也会得到自身功能的更好完善[5]。
CAE技术在不断的发展,CAE软件的易用性及计算的准确性都在不断地提高,在产品开发中发挥的作用也越来越重要,但真正要把软件用好,还有不少困难需要克服:
(1)理论计算与生产实际的偏差。在计算机中模拟的状态都是一种理想化的状态,而实际生产中,各种冲压条件不可能与计算机中的一模一样,摩擦条件的变化、不同批次材料参数的变化都会给冲压成型带来不一样的结果。因此不能苛求计算结果百分之百的准确。这需要在分析中预留一定的安全裕度,也需要分析人员在工作中不断总结经验,提高对仿真结果进行合理判断、解释的能力[6]。
(2)产品成形性能是与具体的冲压工艺密切相关的,而进行产品开发时不可能给分析人员很多时间去做很多个工艺方案来进行分析。这就要求分析人员也要具备丰富的冲压工艺经验,能在最短的时间内做出最合理工艺的判断,并用这个最合理的工艺来做产品成形性能的分析。同时,CAE软件的模面构造(DFE)功能在处理复杂零件时还有一定的局限性,这也给产品成形性能的分析带来一定的困难[7]。
(3)等效拉延筋。等效拉延筋的使用给模具方案的比较及工艺参数的修改带来了很大的方便,但提供的等效拉延筋的锁模力与实际拉延筋的大小如何对应仍然需要工艺人员去做大量的数据积累[