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
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。