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冲压工艺讲义第1页/共42页 CAE介绍CAE在汽车覆盖件中的应用汽车覆盖件较之一般的冲压件，具有材料薄、形状复杂、尺寸大、曲面多为空间曲面。如果采用传统的“试错法”设计模具，则反复的试模、修模过程将拖延新产品的开发，在市场竞争中处于被动的地位。近年来随着计算机的应用和发展以及有限元方法的成熟，板料成形CAE已经成为汽车工业的一个强有力的工具。该技术使设计人员可以在生产准备阶段，可以预知金属的流动、应力应变、温度分布、模具受力、预见到成形中可能出现的问题，如起皱、破裂等，确定成形所需的工艺过程和技术参数，验证并优化模具设计。每一次的仿真就相当于一次试模过程，因此成熟的仿真技术不仅可以减少试模次数，在一定条件下还可以使模具和工艺设计一次合格,避免修模，从而大大缩短新产品的开发周期，提高产品的品质和市场竞争力。第2页/共42页 CAE介绍板料成型CAE软件简介目前世界各大汽车公司对板料冲压成形模拟的投入都相当重视，汽车覆盖件开发过程中几乎都要经过仿真分析，主流的板料成形模拟软件有DYNAFORM、AUTOFORM、PAM-STAMP等。 CAE模拟目标1,提高制件成型裕度，保证模具调试和生产的稳定性2,采用多种材料和工艺进行优化设计3,缩短模具工艺方案周期4,减少试模次数和钳工工作量5,选用低吨位冲床，使用更小的坯料6,降低模具成本目的 在可控的成本范围内，高质、准时完成模具开发和调试！第3页/共42页 CAE介绍导入3D模型—选择拉延类型及接触方式—有限元网格划分—网格的检查与修补—定义成型工具（凸凹模、压边圈）—定义材料属性，选择材料模型—预估毛坯外形，划分毛坯网格—设置拉延筋—设置成型参数—求解器仿真计算—应力应变、厚度分析—FLD—材料流动如果应力应变、厚度分析、FLD、材料流动等存在缺陷或者不合理，则对上面的参数进行反复的优化。如右图所示。原始数模导入用3D软件建立型面导入零件模型选择拉延类型及接触方式网格划分网格检查及修补定义工具（上下模，中仁，压板，刀块等）定义材料定义料片及料片网格划分设置拉延筋及成型参数输入计算应力应变，厚度分析FLD材料与工具间的距离材料流动结果是否满意工艺确定前处理后处理修改造型修改接触方式修改材料修成改拉延筋及成型参数不满意第4页/共42页 CAE介绍从分析结果看，板件此处变薄严重，甚至开裂优化造型SUV2 64887SU100Splits —破裂Excess thinning —过度变薄Risk of splits—有破裂危险Safe—安全Insuff stretch—变形不足Comprss—有起皱趋势Thicking—起皱第5页/共42页 CAE介绍第6页/共42页 第一部分：CAE介绍第二部分：冲压工艺及造型介绍第三部分：冲压件主要质量缺陷及防止第7页/共42页 1.冷冲压：是指在常温下，利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件的一种压力加工方法 2.冷冲压的特点： 产品尺寸稳定，精度高，重量轻，刚度好，互换性好，高效低耗，操作简单，易于实现自动化 模具冲压设备工艺条件冲压零件冲压零件影响因素第8页/共42页 冷冲压概括起来分两大类：分离工序和成形工序 1.分离工序是使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和切断面质量的冲压件。2.成形工序是坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件。冲压基本工序分类第9页/共42页 分离工序分类工序名称图示特点落料用冲模沿封闭曲线冲切，冲下的部分是零件。用于制造各种平板形状的零件。冲孔用冲模沿封闭曲线冲切，冲下的部分是零件。用于制造各种平板形状的零件。切断用冲模沿不封闭的曲线进行分切产生分离修边将成型零件边缘切齐或者一定形状切成废料零件零件废料第10页/共42页 成形工序分类工序图示特点拉延把板料毛坯制成各种开口空心的零件翻边将板料或半成品的边缘沿一定曲线一定曲率成形成竖立的边缘整形为了提高已成型零件的精度或获得小的圆角半径而采用的成形方法翻孔在预先冲孔的板料或半成品制成竖立边缘弯曲将板料沿直线弯成各种形状RRR第11页/共42页 拉延与成型的区别1.当零件成形深度大于10MM时最好采用拉延方式，避免出现挤料现象，小于10的可以考虑用成型.同时成型过程中为避免叠料通常加工艺缺口. 2.拉延一般需要做出完整的工艺补充面及压料面,且是一个封闭的几何形状,但成型可以只作出局部,无需全部封闭3.同一零件相同材料牌号,采用拉延或成型工艺得到的产品,在刚性方面前者比后者强.4.零件产品接近于封闭的零件最好采用拉延,敞口的可以采用成型第12页/共42页 拉延与成型的选择下面零件可以采用成型,也可以采用拉延,下图是采用不同方式的加工数据区别成型成型模具结构简图拉延拉延模具结构简图第13页