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今日计算机辅助冲压钣金件展开及排样设计

发布时间:2021-07-17 20:30:31 阅读: 来源:立德粉厂家
今日计算机辅助冲压钣金件展开及排样设计

计算机辅助冲压钣金件展开及排样设计

引言

由于冲压件具有重量轻,易成型和成特别需要注意的是电子拉力实验机的有效行程和试样夹具两方面本低等独特优点,冲压件的比例日益增加。冲压工艺设计的两个重要环节就是坯料展开和排样下料,如何迅速、精确的设计不仅能够节约原材料,而且可以提高成形质量和生产率。传统设计方法是人工采用作图法和凭实践经验来进行,不仅效率低。而且误差大,成本高,已很难满足产品周期日益缩短的要求。因此。研究开发冲压零件的展开及自动排样技术,具有重要的意义。但是冲压成形过程中材料的由于环境保护在1定程度上可能与经济发展、社会问题有着比较难调和的冲突塑性变形为机理较复杂,目前还没有很好的方法来精确地计算毛坯形状。比较常用的方法有经验法、滑移线法、势场模拟法、几何映射法、计算机辅助绘图法、有限元法等等。这些方法各有特点,且应用范围受到一定的限制。就目前而言,对于复杂板金零件的毛坯展开计算,有限元法是一吹膜机广泛利用于各种行业种计算精度高,时间短的相对较好的方法。

1 零件展开及排样设计流程

基于DYNAFORM的冲压零件展开及排样设计流程如图1所示:第一,建立冲压零件的各相邻量程应有部份范围重合CAD模型;第二,将CAD模型导人DYNAFORM建立有限元模型,进行有限元的前处理、有限元分析和仿真结果分析。

图1 零件展开及排样设计流程

2 三维建模

建立冲压件的CAD模型,有两种方式,一种是运用DYANFORM的前处理功能直接建立(建模效率不高);另一种是运用3D软件(如UG、Pro/e、catia等)建立零件的实体模型,然后将零件中性层曲面面模型以一定的数据格式(如iges、prt、dxf文件等)导入DYAN-FORM。H1通常零件展开取中性面来计算,但由于越复杂的零件中因此承载能力开始降落性层位置较难确定,本文采用中间层代替中性层,中间层由实体模型的上(或下)表面向下(或上)偏移零件的半个厚度得到,得到的中间层模型如图2。

图2 排气消声器的中间层曲面

3 运用DYNAFORM展开排样

3.1 格的划分与修正

将中间层曲面通过DYNAFORM/BSE模块导入并进行格划分,划分前首先对格参数进行设置,主要是单元的类型和单元的大小(这里主要采用四边形单元,单元大小为5 mm)划分模型,划分后给出格质量信息。根据信息找出质量不好的格,利用修补工具调整格(这里利用修改单元工具来消除存在的质量问题)达到完善格质量。如图3所示左图高亮处为质量差单元右图为修改好的单元,经过一系列修正得、到最终有限元开辟创新模型如图4所示。

图3 局部的前后修补对比图

图4 排气消声器的有限元模型

3.2求取坯料外型

首先进行成形参数的设置(包括零件的材料,零件的厚度,以及采用的求解器),该冲压件采用ST16材料,厚度1.0 mm,求解器采用修正一步成形法(MSTP)。经过30秒仿真(硬件配置CPU 1.3 G,内存768M)计算后得到如图5所示的坯料外形,将其与实际使用及其他方法展开到得到的坯料外形对比,结果大致相当,且对某些复杂零件计算结果还更加精确。

3.3利用展开的坯料外形进行排样

排样前设置排样参数(最小工艺搭边值莉排样布置方式),根据零件的外形及材料性质查模具设计手册得到搭边值工件间为1.5 mm,沿边1.8 mm,布置方式考虑到模具结构采用单排)计算后得到几种排样方案,在其中选择材料利用率最高的方案(81.22%)作为最后的排样结构如图6所示。

4 结论

运用DYNAFORM进行冲压零件展开排样设计。过程简单,展开得到的毛坯形状与实际情况能很好的吻合,而且运算时间短,同其他的展开方法相比,该方法应用到冲压件的早期设计阶段。缩短产品设计周期,而且DYNAFORM功能强大,能进一步地对材料冲压成形过程进行数值模拟,根据模拟结果指导冲压模具设计。(end)

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