基于DYNAFORM的板料成形研究
摘要
板料拉深成形是现在工业领域中一种重要的加工方法。在拉深成形的过程中，零件容易出现开裂，起皱等问题。随着计算机模拟和仿真技术的发展，板料拉深成形过程的分析、缺陷分布等问题都可以通过有限元模拟软件预测分析。针对这些问题，用PRO/ENGINEER软件将零件进行三维建模，导入DYNAFORM，进行初步模拟，设置模拟控制参数，主要是修改板料厚度、板料性能、冲压速度、模具圆角半径等参数。找出模具倒角、材料厚度、冲压速度对材料成形性能的影响，从而对于指导成形工艺的设计具有重要的意义。 关键词：DYNAFORM，拉深，模拟，参数
Based on the dynaform plate forming
research
I
Abstract：Deep drawing of sheet metal industry is now an important processing method. In the drawing forming process, the parts prone to cracking, wrinkling and other problems. Along with the computer simulation and the simulation technology development, the process of sheet forming analysis, defects distribution problems can be simulated by FEM software prediction analysis. To solve these problems, PRO / ENGINEER software part three-dimensional modeling, import on DYNAFORM, a preliminary simulation, set the parameters of analog control, primarily to modify the sheet thickness, sheet performance, pressing speed, die fillet radius and other parameters. Identify mold chamfer, material thickness, speed of pressing forming properties of the material, which for the guidance of the design of the forming process of great significance.
Key words: DYNAFORM, drawing, simulation, parameter
目录
第1章 前 言................................................................................................................ 1
1.1学术背景及理论与实际意义........................................................................... 1
II
1.2课题来源及主要研究内容............................................................................... 1 第2章 拉深与软件介绍.............................................................................................. 2
2.1 板料拉深成形技术.......................................................................................... 2 2.2 DYNAFORM软件介绍 ................................................................................... 3
2.2.1基本资料................................................................................................. 3 2.2.1 DYNAFORM的主要特色 ..................................................................... 3 2.2.3 DYNAFORM功能介绍 ......................................................................... 4 2.2.4 DYNAFORM的主要应用 ..................................................................... 6
第3章 前处理.............................................................................................................. 7
3.1三维建模........................................................................................................... 7 3.2 读入零件模型.................................................................................................. 7 3.3 确定冲压方向.................................................................................................. 8 3.4 创建零件的单元模型...................................................................................... 8
3.4.1 创建零件网格........................................................................................ 8 3.4.2 创建Blank ............................................................................................. 9 3.4.3 创建Punch........................................................................................... 11 3.4.4 创建凹模DIE ...................................................................................... 13 3.4.5 创建BINDER ...................................................................................... 14 3.4.6 网格模型检查...................................................................................... 18 3.4.7 参数设置.............................................................................................. 18
第4章 计算与后处理................................................................................................ 24
4.1计算................................................................................................................. 24
4.4.1 计算前设置.......................................................................................... 24 4.4.2 计算...................................................................................................... 25 4.2 后处理............................................................................................................ 25
4.2.1 成形极限图和厚度分布云图.............................................................. 26 4.2.2 对比分析.............................................................................................. 26
结 论............................................................................................................................ 30 致 谢............................................................................................................................ 31 参考文献...................................................................................................................... 32
III
第1章 前 言
1.1学术背景及理论与实际意义
随着现代经济的迅速发展，制造业企业在新的历史条件下面临着更多的压力。需要最大程度地减少研发、生产的成本。计算机辅助模拟技术就是在这一背景下产生的，它为降低成本创造了条件。并在实际生产中得到愈来愈广泛的应用。 板料成形是现代工业一种重要的加工方法.而拉深是其中典型的工艺,有着广泛的应用。汽车产品中,冲压成形件约占总重量的50%～60%[1]。在实际金属板料冲压件的设计和生产过程中,由于模具设计和成形工艺方案的不合理,常常导致冲压件出现损伤断裂、起皱缺陷。
锻造模拟技术是指利用计算机对锻造成形过程进行仿真计算。从而可以降低生产成本，缩短折产品的开发周期，提高产品质量，为企业带来巨大的经济利益，提高企业的市场竞争能力，推进加工制造业的发展，而DYNAFORM软件正是此类软件中的佼佼者。
1.2课题来源及主要研究内容
本课题是由指导老师拟定，主要研究针对板料成形时，拉伸变形出现的不均匀及易断裂等负面情况，将零件三维建模，导入dynaform，进行模拟计算，找出零件的缺陷即零件有开裂、起皱等时的成形极限，分析材料因素、模具圆角半径、板料厚度等方面对板料成型的影响。
1
第2章 拉深与软件介绍
2.1 板料拉深成形技术
板料拉深成形是汽车、航空工业领域中一种重要的加工方法。板料拉深成形中经常产生起皱、破裂、残余应力、回弹等问题.这些问题主要是受材料的成形性能、压边力、毛坯的形状和尺寸以及模具的几何形状等因素的影响.采用传统的实验方法逐一分析各种因索对板料成形的影响将耗费大量的时间和人力物力。随着计算机模拟和仿真技术的发展，板料拉深成形过程的分析、缺陷分布等问题都可以通过有限元模拟软件预测分析。
拉深时，平板坯料受凸模向圆筒侧壁传递的拉力，由四周向中心移动，直径逐渐缩小，这部分金属互相受压。当板坯的厚度小﹑拉深变形程度大时，在压应力作用下，圆筒工件的平面法兰部分会出现失稳起皱现象[2]。为了防止起皱现象和保证拉深件质量，在拉深模中常设有压边装置(压边圈)。简单的压边圈是靠弹簧或压缩空气压住坯料周边的。大型件拉深时，常采用双动压力机，利用外滑块的作用压边。当毛坯的厚度较大﹑零件的尺寸较小时，不用压边装置也可以进行拉深。压边圈的作用力在保证板坯不起皱前提下，应选取尽量小的数值。
拉深件各部位的厚度因受力不同有所不同。一般是底部中心厚度不变。底部周边和侧壁下部受拉力作用，厚度稍减少。侧壁上部和平面法兰部分受压力作用，厚度稍增加[3]。若拉深模与压边圈之间的间隙稍大于坯料的厚度，则制成的拉深件的壁厚基本上等于初始的板料厚度。如果拉深模与压边圈之间的间隙小于坯料的厚度，拉深件的侧壁就会受模具间隙的作用而变薄，这种方式称为变薄拉深。用变薄拉深法可以制成底厚、壁薄、高度大的零件，如深筒食品罐等。
在拉深的实际生产中，拉深工艺参数对拉深变形以及拉深件的质量的影响十分明显。合理的工艺参数，可以提高拉深变形的均匀性，降低对材料性能的过高要求，从而降低拉深件的生产成本。
2