钣金成型例题讲解要点

钣金成型例题讲解

一、背景

当前，制造行业加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展。由于新产品、新技术的开发成本太高、开发时间过长，加上开发成果没有保障，越来越多的公司在研发、制造过程中开始注重仿真技术的应用。采用ABAQUS对加工工艺进行模拟有着诸多优点：

1.数值模拟减少了耗时的原型实验，缩短了产品投放市场的时间；

2.合理的参数设计可以降低对工件的损耗；

3.合理的坯料设计，减少了飞边，也减少原材料的浪费；

4.对模具的设计、加工提供合理建议；

5.优化加工过程，提高产品成型质量；

采用ABAQUS进行仿真模拟的目的：

1.节约开发成本

2.加快研发速度

3.提高产品质量

二、问题的描述

本实例模拟油箱的冲压成型过程。图1为实际的油箱形状，是由两个如图2所示的结构组成，考虑冲压成型过程中，它的结构的对称性，我们通过建立图3所示的结构，对其进行模拟分析，达到分析整个油箱成型分析的目的。首先，我们将通过ABAQUS/CAE完成图4所示的装配图，其中平面铝板将被冲压成型为图3的结构。

图1 图2 图3

三、建立模型

3.1创建成型模具－阳模

1、首先运行ABAQUS/CAE ，在出现的对话框内选择Create Model Database 。

2、在主菜单model 中命名新建模型为Forming example ，并保存文件为examle_forming.cae 。

3、从Module 列表中选择Part ，进入Part 模块。

4、选择Part→Create 来创建一个新的零件。在提示区域会出现这样一个信息。

5、CAE 弹出一个如图5的对话框。将这个零件命名为punch ，确认Modeling Space 、Type 和BaseFeature 的选项如下图。输入300作为Approximate size 的值。点击Continue 。ABAQUS/CAE 初始化草图，并显示格子。

6、在左侧工具条上点击 ，在提示栏中依次输入下表的坐标点，采用图标 连接1和2点、6和7点，采用 连接图中2、3、4点和4、5、6点。曲线不用闭合。点击按钮Done ，在弹出的对话框中输入拉伸长度为296，创建拉伸壳，如图6所示。

成型模具－阳模

金属板

压边条

成型模具－阴模

图4

图5

7、在工具条选择Tools→Datum…，在弹出的对话框中选择Type:Plane，Method:3points，点击OK。依次选择不在同一直线上的三个点，如下图7所示，如果想修改点的选择，可以在第三个点选中之前点击提示栏的箭头，

回退到上一步继续选择。创建的参考平面如下图8所示。

8、在主菜单上选择Shape→Shell→Revolve。在提示栏下拉菜单选择vertical and on the right，然后选择上图右所创建的上部的垂直线段，进入平面绘图视图。

9、采用图标和连接图中各点（如步骤6所述顺序），曲线不用闭合。

10、在主菜单上选择Add→Construction→Verticle，通过曲线最左边线段上的任何一点点击鼠标左键，然后点击提示栏上的Done按钮。在弹出的对话框中默认角度为90

度，点

图6

1

2

3

图7 图8

击OK 完成操作。形成的图形如图9所示。如果旋转方向跟默认的方向不同，可以通过点击Flip 按钮改变该方向。

11、保存文件。 3.2创建成型模具－阴模

阴模为一个刚性壳体。下面我们通过先生成一个变形实体，然后由ABAQUS/CAE 的实体直接生成壳体，然后再赋予它刚体属性来完成阴模的创建。

1、选择Part→Create 创建新零件。

2、在弹出的对话框中输入名字：dieoriginal ，选择3D 、Deformable 、Solid 、Extrusion 。输入1000作为Approximate size 的值。点击Continue 。ABAQUS/CAE 初始化草图，并显示格子。

3、在左侧工具条上点击 ，以（-180,-10），（180,10）为顶点画出一个矩形，可以通过在提示栏中依次输入坐标点，也可以用鼠标直接在视图中点击完成，确定拉伸长度为660，创建拉伸实体，如图10所示。

4、同步骤1、2、3操作，生成一个296×185.5×20的变形体实体零件diecut ，在此基础上以185.5×20的表面为基准面生成一个旋转实体，步骤类似于生成punch 零件时的第9、10步。生成的实体如图11所示。

5、进入Assembly 模块，从主菜单中选择Instance→Create ，在Create Instance 对话框中选择dieoriginal 和diecut ，并选中Auto-offset from other instances ，点击OK 。如图所示。

图

9

图10 图11

图12

图15

6、从主菜单中，选择Instance →Translate ，选中零件diecut ，提示栏区域会提示选择平移的起始点，点击平板壳的左上角的顶点，然后再点击零件die 的左上角顶点（如图13所示的①和②），得到的结果如图14所示。

7、从主菜单中，选择Instance →Merge/cut ，输入die 作为生成的新零件，选择Cut geometry ，并选中Suppress original instances ，点击Continue …按钮。在视图中，选择dieoriginal 零件作为被切割零件，选择diecut 作为切割零件，点击Done 。完成后的图形如图15所示。

8、进入Part 模块，对die 零件的切割边进行倒角操作。从主菜单中选择选择Shape →Bland →Round/Fillet ，选择如图16所示的两条边，输入圆角半径15，回车。

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图13 图14