dynaform冲压件分析

课程名称：材料成形过程计算机模拟

基于Dynaform的冲压瓶盖的

CAE分析

作者姓名：黄彬兵

作者学号：**********

专业名称：材料成型及控制工程

指导教师：***

山东科技大学

二〇一一年十二月

摘要

Dynaform是由美国ETA公司开发的用于板料成形模拟的专用软件包，可以帮助模具设计人员显著减少模具开发设计时间及试模周期，不但具有良好的易用性，而且包括大量的智能化自动工具，可方便地求解各类板成形问题。它可以预测成形过程中板料的破裂、起皱、减薄、划痕、回弹，评估板料的成形性能，从而为板料成形工艺及模具设计提供帮助；可以用于工艺及模具设计涉及的复杂板成形问题；还包括板成形分析所需的与CAD软件的接口、前后处理、分析求解等所有功能。

本文简述了CAE技术在瓶盖冲压成形中的应用，通过对拉延工序进行冲压成形模拟分析，提前预知成形缺陷，并采取有效措施，进行工艺参数的调整与优化。实践证明，分析计算缩短了模具制造周期，减少了模具调试次数，节约了生产成本。

关键词：CAE技术，Dynaform，冲压成形，模具调试

1 绪论

冲压成形是塑性加工的基本方法之一，它主要用于加工板料零件，可以加工金属板料，也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件。

许多金属冲压件具有外形尺寸较大，材料比较薄，型面起伏复杂，尺寸精度与表面质量要求较高，在拉伸成形过程中容易出现拉裂、起皱现象。模具调试过程中需要浪费大量的人力、物力和财力。近年来随着计算机技术的不断发展，CAE（计算机辅助工程）技术目前已经在各大模具厂广泛用于产品模拟分析、冲压板材成形过程分析。通过提前对产品可能出现的成形缺陷进行研究，预示冲压件冲压成形的可行性。根据理论上的模拟分析结果，提高产品工艺补充设计的合理性，减少模具实际调试次数，近而达到缩短模具制造周期、降低生产调试成本，提高企业生产效能，保证新产品及时投放市场。本文利用Dynaform分析软件,以瓶盖冲压成型分析为例，介绍CAE技术在金属件冲压成形的应用。

2 瓶盖的冲压工艺分析

本文采用瓶盖形状如图1所示，材料为SS304，厚度1.0mm，整体来看，具有材料较薄，外形尺寸不大，拉延深度较大，成型较困难，有可能出现破裂或起皱等缺陷，因此可先进行CAE分析，观察成型情况。

图1

3 数据库操作

3.1导入模型

选择“File”→“Import”菜单项，将需要分析的瓶盖的IGS格式的模型文件导入到数据库中，如图2所示。

图2

3.2保存数据库

点击下拉菜单“File”→“Save as”，然后命名为“pinggai.df”，点击“保存”。

4网格划分

4.1曲面网格划分

依次点击下拉菜单“BSE”→“Preparation”→“PART MESH”，打开对话框，各参数设置如图3。依次点击“Select Surfaces”→“Displayed Surf”→“OK”→“Apply”→“OK”→“Yes”，完成网格化分。

图3

4.2网格检查

依次点击下拉菜单“BSE”→“MESH CHECH/REPAIR”→“”→“All Active Parts”，然后点击模型边缘的单元，如图4所示，如果和图中方向一样，则点击“Yes”表示接受，否则点击“No”。（即确保单元方向是指向模型外部的，可以认为是模型向外展开。）

图4

5坯料工程

5.1坯料尺寸估算

因制件内部无孔，可直接进行板料反求点击“BLANK SIZE ESTIMATE”打开对话框图5，点击“NULL”，打开对话框如图6。点击“Material Library”选择SS304/Type36，“OK”，Thickness数值设置为1.0，“Apply”，等待计算机计算结束，“EXIT”。反求结果如图7。

图5 图6

图7

5.2矩形包络

1）反求结果的网格划分。依次点击下拉菜单“BSE”→“Development”→“BLANK GENERATION”，打开对话框如图8。选择反求出板料的边缘，“OK”，默认设置，“OK”。弹出图9对话框，“Yes”。

图8 图9

2）边界光顺并填充。点击“OUTER SMOOTH”，弹出对话框如图10，点击“Select Part”，弹出对话框图11，选择BLNK000 3，“OK”。“Create Boundary”，“Fill Boundary”→“Exit”。

图10 图11

3）创建矩形包络。点击“BLANK FITTING”→“Select Line”，选择坯料边界，“Apply”，“Close”。完成结果如图12。

图12

5.3排样并输出报告

“BLANK NESTING”，打开对话框如图13，点击“Blank Outline（Undefined）”，选择矩形边界，默认设置，“Apply”。结果如图14。点击“Output Nest Report”，默认设置，“Apply”，输出排样报告，如图15，“Cancel”→“EXIT”退出。

图13

图14

图15

至此，板料反求和排样就完成了。

6 工具定义——快速设置

工具定义的方法分传统设置和快速设置两种，传统设置需要手工定义运动、载荷曲线，往往比快速设置需要更多得设置时间。快速设置实在传统的建模方法的基础上进行改进得到的新的设置方法，在本分析中采用该快速设置方式

6.1创建凹模并划分网格

点击Part菜单，新建一个Die的层，点击Add to part，点击Elements在对话框中选择Displayed如图16所示，OK。在To Part中选择DIE,点击Apply.即可得到一个已经划分好网格的凹模，结果如图17所示。