钣金模具大作业钣金模具大作业.doc

钣金模具综合实验 实验报告 学号：051030***** 姓名：刘** 专业：飞行器制造工程 指导老师：鲍益东 南京航空航天大学 2013年12月30日 目录： 有限元模拟实验基本过程 （1）CAD建模 （2）CAE建模 （3）CAE分析结果 有限元模拟成形结果的初步分析 金属板料冲压模拟思考题 （1）材料参数，加工硬化系数 K值对冲压模拟结果的影响 （2）工艺参数，压边力的变化对仿真模拟结果的影响 冲压成形过程实验 总结与体会 一、有限元模拟实验分析过程 （1）CAD建模 本次实验课程，采用ETA/Dynaform软件进行建模，凹模有限元的网格的主要尺寸如图 （2）CAE建模 凸模，凹模，压边圈，板料的有限元网格图,以及凸凹模之间的间隙如图 注：仿真模拟中所选材料牌号为DQSK(36)-36，密度为ρ=7.85g/cm3，杨氏模量E=207000.0 Pa，加工硬化系数K=520.4 MPa·m0.5，强化指数n=0.252（单位均采用国际单位）。 ①在ETA/Dynaform软件的Setup模块下选择Auto Setup，进入有限元模拟参数设定模块； ②修改General标签下的名称Title为有一定意义的名称； ③进入Blank标签，设置Geometry栏下的四项内容，其中Part分项选择模具中的板料部分，设置板料的材料，在材料库中有众多材料可供选择，每种材料的加工硬化系数 K、硬化指数 n 值、各向异性参数 r0，r45，r90值均可以根据需要进行设置，从模拟结果上可以直观的看出各个参数对冲压结果的影响； ④进入Tools标签，分别将所建的模型与die、punch、binder进行匹配，并默认其他参数； ⑤进入Process标签，修改drawing分项下的binder控制方式为间隙控制（即Velocity），同时参数值设置为die相应值的负值，其他参数默认； ⑥进入Control标签，默认该标签下的所有参数，参数设置完成后，进入动画模拟界面，观察动画过程以确定参数设置是否正确，若有错误则要及时修改，所有参数都设置正确之后，选择Job submitter，提交有限元模拟设置，软件会自动进行后台运算，并保存相关文件以便后续工作使用。 （3）CAE分析结果 第一次计算结束后，成形后零件的厚度分布云图如图 零件的厚度从0.898166—1.210722，未出现拉裂，但有一部分起皱，少数部分严重起皱。不是合格的，压边力的受力分析如图 有限元模拟成形结果的初步分析 得到压边力的次高点约为110KN，采用压力控制后的厚度分析和压边力曲线如图 压边力为110KN时，厚度变化基本一致，这说明根据速度控制分析确定的压边力控制方法是准确的。冲头力时间曲线图为 金属板料冲压模拟思考题 （1）材料参数，加工硬化系数 K值对冲压模拟结果的影响 K值520.4变大为470. 4度度分布图和凸模压力曲线图 K值570.4变大为670.4后的板料厚度分布图和凸模压力曲线图 由三个图的分析可知，当硬化系数增大时，材料最终成形后的度会增大，凸模所需加的力也会增大。 （2）工艺参数，压边力的变化对仿真模拟结果的影响 压边力由110KN减小到90KN，得到的结果如图，起皱更加严重。 通过模拟分析可知，随着压边力增大，起皱的部分逐渐变少，下图为压边力为300KN时，板料的变形厚度，发现基本无起皱现象， 由上面三种情况下对凸模的压力曲线的分析，可以得到随着压边力增大，冲头力也不断增大。 但是压边力过大，会发生破裂，压边力为350KN时，得到的结果如图， 冲压成形过程实验 实验过程： ① 用材料一进行成形，材料不仅起皱且破裂，改用材料二，材料二法兰部分起皱，但没有开裂， 说明的问题：不同材料的成形性能不同； ② 用材料二进行实验，不断增大压边力，继续冲压成形，生成的盆形件法兰部分起皱越来越少，直到达到光滑，后继续增大压边力，继续成形，盆形件底部最终发生破裂， 说明的问题：压边力过大或过小对板料的成形都有影响，过小容易起皱，过大容易拉裂。 ③ 在凸、凹模上涂上润滑油，保持原来使材料二开裂的压边力，继续冲压材料二。发现并未开裂。继续增大压边力，在润滑油的作用下冲压材料二，第四次时才发生开裂， 说明的问题：润滑油在一定程度上可以避免开裂。 2、如图所示为上述过程中冲压得到的盆形件从左到右依次为第1、2、3步 3、如图为材料二的起皱、合格、开裂三种典型情况的典型盆形零件 4、观察的结果： 通过图片可以观察