冲压成形分析Autoform设置规范

冲压成形分析autoform设置规范
冲压成形分析Autoform设置规范
1范围
本标准规定了冲压成形Autoform分析的要求。

本标准适用于冲压拉延、成形、翻边、整形等工序CAE分析。

本标准适用用于Autoform4.0以上版本冲压SE分析设置，不适用于生产性精细化冲压工艺分析。

2分析流程
冲压成形CAE分析流程见图1。

图1 冲压成形CAE分析流程
3分析要求
3.1 产品数模审核
将待分析数模用三维CAD软件打开，根据产品成形理论及经验确认具体的冲压方向，重点检查冲压负角、立修、修冲角度、回弹、圆角、尖点、死角、翻整、侧修冲翻整等影响工艺补充的因素。

预估需要在CAD软件中进行调整的产品区域和绘制的工艺补充区域，并进行相应绘制说明。

3.2 工艺方案制定
3.2.1 检查产品数模，从成形难度、成本、质量要求、生产设备等方面综合考虑，制定详细的工艺成型路线。

一般工艺成型路线大致可分为两种：拉延→修冲→翻整或是落料→成形→翻整。

3.2.2 根据制定的成型路线，详细划分每工序工作内容，并绘制相应辅助线和辅助面。

3.3 产品数模输入
3.3.1 将产品数模曲面转化为B曲面，以减少数据格式转换出现畸形面。

3.3.2 将产品数模及辅助线面按各工序工作内容要求，分别转换成igs格式导出。

一般分为拉延或数模、落料或修边曲线、翻整数模等。

3.3.3 将输出的igs文件按需要输入Autoform。

3.4 模型修整
3.4.1 检查Autoform中导入的产品数模或工艺数模，先确认是否为左右对称件若为对称件则可以设置
成对称形式可减少后续工艺面优化时间，输入冲压方向及选择正确的材料，剔除不良的网格面，并进行修补，同时填充数模上所有孔洞。

最终形成只有唯一外边界的模型。

如果后续有翻边工序，需根据具体情况决定是否删除翻边面。

3.4.2 利用fillet选项卡进行空隙、锐边及凸出面质量检查
ErroTolerance容许的误差=0.1mm；
Max. Side Lenth 最大边长=30mm(Face面)；
锐边与倒角：
Fillet/Check Radius 过渡/检查圆角 =1mm；
Global Radius 全局圆角=3mm。

3.4.3 利用Autoform边界选项卡bndry，对数模边界不良处进行补充和修整，使之光滑平缓，连续性好，适宜下一步的工艺补充。

3.5 冲压方向确定
通过旋转坐标系和调整坐标原点，保证冲压方向无负角，并通过旋转尽可能加大最小拔模角区域拔模角度≥3°。

3.6 压料面设定
压料面最好是一元面，即只沿一个方向变化，另一个方向为直线不变，压料面的成形只是自由弯曲成形。

利用Autoform压边圈选项卡Binder，结合相关功能如特征线profile或是利用产品法兰面按压料面一般要求设定压料面，在产品形状特殊的情况下，也可以在CAD软件里绘制好压料面然后输入至Autoform。

压料面必须要能起到压料作用。

如果压料面发生起皱，就不能很好压料，材料也因不能流动而使拉延无法进行。

如果凸模区发生扭结叠料，即使最终不会拉破和叠料，皱痕也将残留在制件表面。

3.7 工艺补充制定
工艺补充在 3.6节中建立的压料面和数模之间建立工艺曲面连接，组成完整的工艺数模。

可利用Addndm选项卡工具完成。

此处可以设定工艺数模的一些主要参数：
侧壁的拔模角：一般为5-12°，根据具体情况可适量增减；
凸模圆角：一般取R6-R10。

根据具体情况可适量增减；
凹模圆角：一般取R6-R10。

根据具体情况可适量增减；
修边延伸面宽度：5-7mm。

另外此处还用于设定工艺补充的过度形式，根据产品需要反坎或二级台等工艺形状，并利用lines、directions、addprf等工具调整工艺补充的光顺性，使其满足工艺要求。

3.8 工艺数模优化
a、Autoform中生成的工艺补充常常会出现一些不利于冲压工艺的网格形状，在进行计算之前，必须利用Add detail对其进行优化处理，例如，消除尖点，放大圆角，光顺网格等。

b、根据工艺需要，还需要考虑在工艺补充上增加反成形或是凸台等形状。

3.9 坯料形状确立
根据拉延工艺要求，在blank选项卡中设置坯料形状，坯料形状一般设置为长方形，梯形。

特殊情况可以考虑增加落料工序或是增加切角等工艺，此时坯料形状可以多种多样，初始形状可根据产品轮廓和经验判断，总体原则保证需走料顺畅，节省板料，另外需考虑后续修边以及翻整余量。

在计算完成后坯料收缩线必须保证在拉延筋外5-10mm，特殊情况允许局部板料收缩至拉延筋内。

3.10 材料设置
根据产品定义的材料，在material中输入同牌号材料。

可选择autoform自带材料库或宝钢等大型钢铁企业定义的材料库。

3.11 模具部件设置
在拉延工序中，模具部件一般有三个部分：凸模（punch）、凹模（die）、压边圈（Binder），在tools 选项卡中设置各部件需要的曲面网格，并定义运动方向。

如果某个部件有多个，可以通过add tools 进行增加。

在成形和翻整工序中，模具部件一般分为凸模（post）、成形或翻整镶块（steel）、压件器（pad），在tool是选项卡中设置各部件需要的曲面网格，并定义运动方向，如果是侧加工，需要定义斜楔运动方向。

如果某个部件有多个，可以通过add tools进行增加。

模具部件刚度设置，考虑到模具在冲压过程中会产生轻微变形，从而影响冲压状态，精细计算时模具刚度需参照下列数值进行设置：
Stiffness刚度 >100 小杯形零件；
=50 小型零件 (如铰链支架)；
=30 中型零件 (如门、翼子板)；
≤10 大型零件 (如车顶、侧围)。

3.12 摩擦系数设置
a、对于单个模具部件与冲压坯料之间的接触定义，参考下列摩擦系数值进行设置：
Lubrication：0.15 镀锌钢板与模具；
0.17 铝板与模具及非镀锌钢板与模具。

b、考虑表面处理的模具部件和冲压坯料之间的摩擦系数可以设置为0.12。

3.13 冲压工序设置
在Process选项卡中对冲压工序进行设置：
一般来说，拉延序有三个过程，分为重力状态（gravity），闭合过程（closing），拉延过程（drawing），根据每个过程的情况设置模具部件的受力及运动状态。

具体设置如下：
Gravity：
Die：Non-active；
Punch：Stationary；
Binder：Stationary.
Closing：
Die：Displcmnt V=1；
Punch：Stationary；
Binder：Stationary.
Drawing：
Die：Displcmnt V=1；
Punch：Stationary；
Binder：Force constant initial pressure P=1-3MPa或constant force=合适的力（N）。

3.13 冲压参数设置
3.13.1 拉延筋设置：
拉延筋中心距离凹模圆角边界20mm -25mm；
在压料面存在产品的情况下，拉延筋边界距离修边线5mm即可。

拉延筋力的设置：
第一条拉延圆筋：0.35；
第二条拉延圆筋：0.175；
拉延方筋：0.4-0.9；
拉延槛：2.0（不走料）。

3.13.2 控制参数设置：
Accuracy（精确算法参数）：
共分4种设置：Rough；
Standard；
Fine；
User defined；
一般选择Standard即可。

层设置:5
单元类型：所有成形过程均采用壳单元；最大重划分网格次数：5；
最大单元角度：20；
结束时间步长：0.4。