某车型汽车后尾灯安装板冲压模的设计

湖南 科技大学 学士学位论文 I 摘 要 本文介绍了某车型汽车后尾灯安装板冲压模的设计过程，分析了汽车覆盖件及其冲压模的特点及要求。 该零件数学模型为由简单曲面和平面构成的非参数化特征，首先对该零件的 数学模型进行了分析，由于零件数学模型是以整个汽车为基准设计的，为了得到合格的零件产品，必须先进行生产方案的分析与确定，其次是拉深方向的确定，然后进行工艺补充，工艺计算，并利用 后进行了拉深件的设计。 拉深件模具的设计包括工艺补充、压料面、凸模、凹模、压边圈、卸料装置的设计等。最后以拉深件为基础进行了一 套复合冲压模具的三维设计并进行了装配。复合模具为落料拉伸复合模，并通过三维模具再进行模具的二维设计。 关键词 ：汽车覆盖件；工艺补充；有限元模拟；模具设计；复合模。 湖南 科技大学 学士学位论文 of a of of by of is as a In to We by is a of is a 湖南 科技大学 学士学位论文 录 摘 要 . I . 录 . . 绪 论 . 1 题意义 . 1 车覆盖件简介 . 2 课题主要研究方向 . 6 分析 . 8 构及工艺分析 . 9 艺计算 . 10 . 13 案的提出 . 13 案的论证与选择 . 13 4后尾灯框安装板件拉延成形数值模拟 . 15 言 . 15 限元技术与刚塑性有限元软件 . 15 装板拉延成形的有限元模拟 . 20 5. 拉延 工艺过程 设计 . 34 深方向的选择 . 34 艺补充部分的设计 . 36 料面的设计 . 38 延模的结构形式 . 37 模具压力中心 . 41 备的选择 . 41 延模主要零件结构尺寸的设计 . 42 具闭合高度及安装尺寸的校核 . 43 湖南 科技大学 学士学位论文 延模的结构与原理说明 . 44 . 49 结 论 . 50 参考文献 . 51 致 谢 . 52 附录一 : 英文文献 . 53 附录二：译文 . 69 湖南 科技大学 学士学位论文 1 1. 绪 论 题意义 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具展业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具产业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大团体公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等团体纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益激烈，人们已经越来越熟悉到产品质量、本 钱和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年来很多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。 固然中国模具产业在过往十多年中取得了令人瞩目的发展，但很多方面与产业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低； 术的普及率不高；很多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依靠 进口。我们只有通过不断的学习与探索才能够达到发达国家的发展水平，此课题可以很好地加深我们对冲压的理解。 湖南 科技大学 学士学位论文 2 车覆盖件简介 汽车覆盖件是指覆盖发动机、底盘，构成驾驶室、车身的金属薄板制成的空间形状的表面或内部零件。按功能和部位可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架覆盖件三类。它们在工艺设计、模具加工、设备选择及质量控制 (尺寸公差、形状精度、零件刚度、表面质量 )等方面都具有与一般冲压零件不同的特点 。 覆盖件与一般冲压件相比较，具有材料薄、形状复杂、多为空间自由曲面、结构尺寸大和表面质量高等特点。在覆盖件的冲压 工艺设计、模具设计和模具制造工艺上，也具有独自的特点，因此对覆盖件冲模须作为一种特殊的问题来研究。 盖件应满足的条件 (1)表面质量 覆盖件表面上任何微小的缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而损坏外形的美观， 因此覆盖件的表面不允许波纹、皱折、擦伤、边缘拉痕和其它破旧表面美感的缺陷。覆盖件上的装饰棱线和筋线和筋条要求清晰、平滑、左右对称和过渡均匀，覆盖件之间的棱线衔 接应吻合流畅，不允许参差不齐。总之覆盖件不仅要满足结构上的功能要求，更要满足表面装饰的美观要求。 (2)尺寸形状 覆盖件的形状多为空 间立体曲面，其形状很能难在覆盖件图上完事准确地表达出来，因此覆盖件的尺寸形状常常借助主模型来描述。主模型是覆盖件的主要制造依据， 覆盖件上标注出来的尺寸形状，其中包括立体曲面形状、各种孔的位置尺寸，形状过渡尺寸，都应和主模型一致，图面上湖南 科技大学 学士学位论文 3 无法村标注尺寸，要依赖主模型量取，从这个意义上讲，主模型是覆盖件的必要补充。 (3)刚性 覆盖件拉深成型时，由于其塑性变形的不均性，往往会使某些部位刚性较差，刚性差的覆盖件受振动后会产生空洞声，用这样的零件装车，汽车在高速行驶时就会发生振动，造成覆盖件的早期破坏，而且此类覆盖 件修边后会产生很大的变形。因此覆盖件刚性要求不可忽略。 (4)工艺性 覆盖件的结构形状和尺寸决定该件的工艺性。覆盖件的工艺性关键是拉深工艺性，覆盖件一般都采用一次成形法，为了创造一个良好的拉深的条件，通常将翻边展开，窗口补满，再加添上工艺补充，构成一个拉伸件。 盖件的工艺分类 覆盖件按拉延复杂程度和其本身所具有的特点，进行工艺分类。拉延复杂程度是指拉延的深度和形状的复杂性，其具有的特点是指覆盖件有无对称面。可作如下分类： (1)对称一个平面的覆盖件。如水箱罩、前围板等，这类覆盖件又可分为： 深度浅、呈凹形弯曲形状的； 深度比较均匀、形状比较复杂的； 深度相差大、形态复杂的； 深度深的等种。 (2)不对称的覆盖件。如车门外板、车门内板等这类覆盖件又可分为： 深度浅且平坦的； 深度均匀、形状比较复杂的； 深度深的等种。 (3)可以成双重压得覆盖件。如左、前围板和左、右顶盖边梁等。 (4)覆盖件本 身有凸缘面的覆盖件，如车门外板。 (5)压弯成型的覆盖件。 湖南 科技大学 学士学位论文 4 车覆盖件模具的发展趋势 (1) 数学模型 从汽车车身设计开始，建立全车的数学模型，用以代替实体模型。数学模型是覆盖件模具实现 术的基础。在新的一体化的汽车车身设计和制造过程中，从产品设计、工程图纸的绘制，结构分析、到冲模设计，模具型面的数控加工都围绕表达车身形状和特性的数学模型，展开，今后，无论是汽车覆盖件图纸，还是模具型面的加工程序，都由定型车身数学模型自动生成。在覆盖件设计分析阶段，显示在计算机屏幕上的数学模型可以很方便地进行缩小，放大，平移，旋转，消除隐线，图形修改，工艺补充设计，照光着色和透视感处理，从而可以有效的帮助人们观察和分析各种技术问题。 随着技术的发展，数学模型的用途也将更加广泛。因此，在现有的基础上，不断更观新念，开发应用软件，开发应用软件，扩大应用范围量项十分重要的工作。 (2) 术 覆盖件冲模的 术是新兴的一种判断零件成型工艺能力的技术。利用 成型分析软件可以预先分析零件的成型机率，可以提高模具设计的可靠性 ,节省模具设计的时间和成本。 (3) 术 覆盖件冲模的 术是以产品的数学模型作为依据进行的。它除了使用具有较大的数据处理能力大的计算机或工作站，还需要各种功能的软件进行支援。 冲模 根据各种工艺进行具体的冲模设计。由于覆盖件的形状特别复杂，要实现 是比较困难的，因此我们今后的任务就是要不断扩大 比例。 (4) 术 湖南 科技大学 学士学位论文 5 目前， 术应用较广泛。普遍的方法是根据主模型进行数学扫描，然后 工，或者应用数控仿型铣床进行加工， 结合，将设计中的有关信息与加工中的加工信息相结合，应用加工 软件如软件，由计算机进行编程，并控制数控机床选用刀具，最佳切削量和实现刀具轨迹，这样可保证模具的高精度，达到一次加工合格不需要反复研修。 (5)术 计算机辅助测量（ 用三坐标测量机，可以彻底改变现有的测量手段，使模具制造处于可靠的监控状态。 (6) 研修技术 现在的研配压力机，上工作台可以翻转 95 180，下工作台可移出机床外，研修模具非常方便，研修后复位精度可达到 (7) 术 实型铸造技术（ 够提供高质量的模具毛坯 ，铸造余量 8 12控加工时粗铣和精铣各一次，就可以达到规定要求。实型铸造的模型是用泡沫状的较软的聚苯乙烯塑料制成，成型采用高速数控机床加工，能够保证均匀的余量。 (8) 模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术 在整个模具价格构成中，材料所占比重大，一般在 20% 30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速 钢解决了原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组湖南 科技大学 学士学位论文 6 织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展方 向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗 氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展工艺先进的气相沉积 ( )、等离子喷涂等技术。 (9) 模具 理 随着现代科学技术的发展，计算机的应用技术已走向集成化，制造来也向集成化发展，模具的 理包括信息管理、技术管理、物流和经营管理的许多系统它包括从市场分析、经营决策、产品设计、经过制造各个环节，最后到销售服务、包括原材料的、生产和库存管理、财务资源管理等全部运转活动，一步一步实现计算机化，以实现更短的设计生产 周期，改善企业经营管理，适应市场的迅速变化，获得更大的经济效益。 课题主要研究方向 本课题主要以 汽车后尾灯安装板 为例， 利 用 件进行拉延成形过程的有限元分析，然后利用 建模，并进行模具设计 。为实现课题目标，主要计划完成以下几项工作： (1) 使用 建立成形工艺部分零件的三维立体模型，并导入有限元数值模拟软件 其拉延成形过程进行有限元分析 ，得出成形力 时间 关系曲线、 成形极限图（ 、 板料变薄情况成型图， 分析成形规律，进而研究 压边力 、成形速度、摩擦力等 相关参数对 拉延成型 的影响，湖南 科技大学 学士学位论文 7 找出各项参数的最佳值，为改进工艺，降低生产成本提供可靠的依据； (2) 针对 覆盖件的落料和拉伸 工艺，使用 建造落料拉伸复合模立体模型，并制作装配动画和模具工作原理动画； (3) 利用 和 件 绘制模具装配图和主要零件的零件图。 湖南 科技大学学士学位论文 8 构及工艺分析 本次毕业设计的零件为汽车后尾灯框安装板零件模型。 零件的整体外形为矩形，表面粗糙度要求不是很高。整个零件外形尺寸的精度要求不高。外形较简单均匀，拉深深度较浅，属于一般拉深件；此类拉深件的 拉深表面主要靠压料面下的毛坯向内补充而拉深成形；变形、应力都比较均匀，成形表面塑性变形程度不大；只要材料合格或模具技术状态良好，一般不会破裂。覆盖件成型可能性的分析是一项艰苦细致的工作，由于覆盖件内部材料的流动情况十分复杂，其成型可能性很难用计算的方法来准确的判断出来。因此判断覆盖件是否成型，最好的办法还是参考以前加工的覆盖件，用类比的方法进行判断，经过工厂的调研，这个零件是可以通过冲压成形的。由于此制件用于汽车的尾部，故制件的材料采用厚度为 轧钢板，又称特殊镇静钢，即非时效钢板，屈服 点 s 240N拉强度 b 为 270 370N出长率 34%。冷轧铝镇静钢板具有一定的强度和很好的塑性，是目前汽车上用量最大的冷轧钢板。零件图如图 艺计算 合模的拉深力的计算： 由于这个覆盖件是不规则形状，不能用一般的圆筒件、带法兰圆筒件、锥形零件等进行计算，因此采用任何形状的拉深力的计算： P=1 湖南 科技大学学士学位论文 9 式中： L 凸模周边的长度， mm;t 为材料的厚度 b 材料的抗拉强度（ 系数取 b 为由上面的工艺分析 知为 270370N在此为了安全起见取较大值计算 350 图 车后尾灯安装板零件模型 凸模周边的长度 L，由于凸模的是一个复杂的曲面，不能用一般的计算方法进行算其周长，在此借助 进行计算最后得出了所需的曲线的周长与面积分别为 4620143600此拉深力为： P=b=4620350455300N= 合模的压边力的计算 压边圈的压力必须适当，如果过大，就要增加拉延力，而增加拉延力会使工件拉裂，而压边圈 的压力过低就会使工件的边壁或凸缘起皱。压边力的计算公式为： Q=1 其中 q 值查表取 2F 为压边圈上坯料的投影面积，由拉深工艺图并且借助 进行计算得到 348646 因此可得： Q=3486462=769292N 湖南 科技大学学士学位论文 10 合模冲裁力的计算 查表得 轧钢板的 =340： P=3402721 合模卸料力的计算 K 卸 = F 卸 = K 卸 F=2721136 湖南 科技大学学士学位论文 11 方案 案的提出 工艺方案是在保证冲压件质量的前提下，实现生产的高效和降低成本，通过上面的分析，该制件属于大批量生产。生产处于长期稳定状态，工艺方案要为流水线生产提供保证，每一道工序都要使用落料，拉伸，修边，冲裁等工序同时安装在一条冲压线上。初步得出以下的方案： A 方案：先把整个零件数学模型展开，进行零件的外形尺寸计算，先下料后同时进行拉延成形，一套复合模具； B 方案：先对整个零件数学模型进行工艺补充，后进行拉延成形，然后同时进行修边，一套复合模具； C 方案：先对整个零件数学模型进行工艺补充，后进 行拉延成形，最后修边，共两套模具。 案的论证与选择 A 方案先对整个零件的展开，因为这是个结构简单的数学模型，没有很多的复杂曲面，可以借助计算机计算出展开尺寸。计算出尺寸后，进行工艺补充，确定压边圈的大小后先进行落料处理，然后再进行拉伸成形，这样不仅有效防止了冲压件的，而且节省了板料，因为在之前进行了排样。这两道工序都比较简单，可以将他们合在一起，设计出一套复合模具，将工序集中。此复合模具结构简单，占地面积小，节约了成本，工人操作也很方便安全。所以此方案非常合适，可以进行采用。 B 方案先采用了工艺补充 ， 首先对零件进行工艺补充， 压料面的补充等，得出拉深件，进行压料面的工艺补充能够很好保证材料成形的速度 湖南 科技大学学士学位论文 12 的一致性，采用了加强筋，有效的防止了起皱，这有利于冲压件的顺利成形，经过工艺补充的拉延成形的零件，零件的外形尺寸的精度得到了很好的保证。但是先进行修边，后进行冲孔，增加了整个模具的设计与制造的复杂程度，增加了制造工序，因此 B 方案也不是最佳的方案。 C 方案与 B 方案比较都是先进行工艺补充后，拉延成型，后同时修边和冲孔，保证了孔的位置尺寸和外形尺寸，增加了模具的复杂程度，增加了模具制造的费用和时间，且使用了两套 模具，增加了模具的制造成本，增加了生产周期和制造工序，因此 C 方案也是不可取的方案。 经过对以上 3 种方案的分析与比较，综合考虑了冲压件的成型质量，模具的制造成本以及设计制造的难易程度， A 方案是最佳方案。因此，本次设计采用了 A 方案。 湖南 科技大学学士学位论文 13 4后尾灯框安装板拉延成形数值模拟 言 金属塑性成形过程受多种因素的影响，如材料性能、模具形状、坯料形状、工艺参数等。以往在处理此类问题，主要是依靠实验、经验或是在较多的简化和假设的前提下进行理论分析。但这样的理论分析结果与实际结果往往有很大的出入，因此在实际应用中受到 较大限制。由于降低设计周期、模具成本和停工期是降低工件成本的有效方法，而这些都是基于对成形过程中材料特性熟悉的基础上，因此对设计人员要求较高。为了准确、快速地实现上述目标，数值模拟变得很重要。 随着计算技术和计算机应用的日益普及，尤其是有限元技术的不断完善，金属塑性成形过程的数值模拟技术得到了飞速发展，使塑性成形理论向实际应用方向迈进了一大步。针对具体的产品和材料，应用数值模拟技术可以定量地分析各种成形工序的应力、应变分布情况，了解塑性流动规律、温度场分布情况以及各变形参数的影响作用等等。正是由于有限元分析 方法具有广泛的适应性，使其成为塑性成形理论研究中不可缺少的一个组成部分。 本章利 用 件对汽车后尾灯框安装板进行拉延成形过程的有限元分析。 限元技术与刚塑性有限元软件 有限元技术在塑性成形领域的发展 将有限元分析应用到塑性加工领域，是近 20 年刚刚发展起来的。就金 湖南 科技大学学士学位论文 14 属塑性成形而言，有限元法大致可分为两大类： 一类是固体型塑性有限元法 (包括小变形和大变形弹塑性有限元法。弹塑性有限元最早是由 1967 年提出的 。它同时考虑弹性变形和塑性变形，弹性区采用 律，塑性区采用程和 服准则。小变形弹塑性有限元法以小变形理论为基础，忽略微元体的局部变形并认为位移与应变呈线性关系，只适合分析金属塑性成形的初期。大变形弹塑性有限元法以有限变形理论为基础，考虑到了大变形过程中由于大位移和大转动对单元形状及有限元计算的影响。采用弹塑性有限元法分析金属塑性成形过程，不仅能按照变形路径得到塑性区的变化，变形体的应力、应变分布规律和大小以及几何形状的变化，而且还能有效地处理卸载问题，计算残余应力 和残余应变，从而可以进行回弹计算及缺陷预测分析。但是，弹塑性有限元法由于要考虑变形历苏的相关性，须采用增量加载，在每一增量加载步中，都须作弹性计算来判断原来处于弹性区的单元是否已进入屈服，对进入屈服后的单元就要采用弹塑性本构关系，从而改变了单元刚度矩阵。为了保证精度和解的收敛件，每次加载不能使很多单元同时屈服，这就使得每次计算时的变形增量不能太大，所以对大变形问题计算时间较长，效率较低。 另一类是流动型塑性有限元法 (包括刚塑性有限元法和刚粘塑性有限元法。这类有限元法 不计弹件变形，采用 足体积不变条件。并采用率方程描述，变形后物体的形状通过在离散空间上对速度积分而获得，从而避开了有限变形中的几何非线性问题。同时，可用比弹塑性有限元法大的增量步长来达到减少计算时间、提高计算效率的目的，并能保证足够的工程精度。但是，由于忽略了弹性变形，这类有限元法不能处理卸载问题和计算残余应力、残余应变及回弹。 湖南 科技大学学士学位论文 15 目前，刚塑性有限元法体系发展得较为成熟，在计算速度、精度上优于其它方法。知名软件有美国的 国的 罗斯的 。 在塑性成形有限元模拟方面，早期有限元分析法限于计算机的性能，局限于二维有限元的分析，并取得了一定的成功。但工业上能简化为二维模型的实例并不多，给有限元技术的发展带来了困难。 近年来，由于计算机软硬件技术的迅速发展和数值计算方法的不断完善，使三维问题的分析成为可能。 一方面，人们在研究提高计算速度的方法，开发了大规模计算问题的并行计算方法 (利用并行处理机中多 同时工作的特点，配以软件编程中的并 行处理方法，使计算速度大为加快；另一方面，人们在研究更为先进的计算方法。金属成形过程中，坯料的变形特别大，若采用更新的拉格朗日法 (行计算时，初始划分的单元网格逐渐畸变，若将已经畸变的网格形状作为增量计算的参考构形，将导致计算精度降低，甚至引起不收敛。为克服上述问题，通常当网格畸变到一定程度后，必须停止计算，重新划分适合于计算的网格，通过新旧网格间信息场量的插值传递，再继续进行计算。要完成一个成形问题的模拟，通常需要多次重划网格，这将导致计算量的增加和由于 多次插值带来的计算精度的降低。因此，许多研究开发人员正致力于改进三维网格重划的自适应能力和自动化程度，改进新旧网格间信息传递的插值方法，取得了可喜的进展。同时，开发了 ( 不再象 式中将网格固定在材料上，而是不依赖于材料的运动而移动，因此可控制网格的几何形态， 过利用高阶的技术不断进行网格重划，从而避免上述问题，提高计算速度和精度，这 湖南 科技大学学士学位论文 16 对于为提高计算精度和效率而进行的网格细划十分有利，该方法已在软件中得到成功的应用。 压成形模拟软件简介 由美国 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 同时， 最大限度地发挥了传统 术的作用，减少了产品开发的成本和周期 。 门用于工艺及模具设计涉及的复杂板成形问题； 括板成形分析所需的与件的接口、前后处理、分析求解等所有功能。 用 件技术公司（ 发提供的为核心求解器。 为世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟出真实世界的各种复杂问题，特别适合求解各种非线性的高速碰撞、爆炸和金属成形等非线性动力冲击问题。目前， 驶安全、水下爆炸及板料成形等许多领域。 在板料成形过程中，一般来说模具开发周期的瓶颈往往是对模具设计的周期很难把握。 然而， 恰解决了这个问题，它能够对整个模具开发过程进行模拟，因此也就大大减少了模具的调试时间，降低了生产高质量覆盖件和其它冲压件的成本，并且能够有效地模拟模具成形过程中四个主要工艺过程，包括：压边、拉延、回弹和多工步成形。这些模拟让工程师能够在设计周期的早期阶段对产品设计的可行性进行分析。 有良好的工具表面数据特征，因此可以较好地预测覆盖件冲压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。 湖南 科技大学学士学位论文 17 (1) 主要特色 集成操作环境，无需数据转换。完备的前后处理功能，实现无文本编辑操作，所有操作在同一界面下进行。 求解器。采用业界著名、功能最强的 动态非线性显示分析技术的创始和领导者，解决最复杂的金属成形问题。 工艺化的分析过程。 囊括影响冲压工艺的 60 余个因素；以 代表的多种工艺分析模块；有好的工艺界面，易学易用。 固化丰富的实际工程经验。 (2) 功能介绍 基本模块 供了良好的与 件的 接口 ， 以及与 件的专用接口，以及方便的几何模型修补功能。 型转入自动消除各种孔 模具网格自动划分与自动修补功能强大，用最少的单元最大程度地逼近模具型面。比通常用于模具网格划分的时间减少了 99%！初始板料网格自动生成器，可以根据模具最小圆角尺寸自动确定最佳的板料网格尺寸，并尽量采 用四边形单元，以确保计算的准确性。 能够帮助用户快速地完成分析模型的设置，大大提高了前处理的效率。 与冲压工艺相对应的方便易用的流水线式的模拟参数定义，包括模具自动定位、自动接触描述、压边力预测、模具加载描述、边界条件定义等等。用等效拉延筋代替实际的拉延筋，大大节省计算时间，并可以很方便地在有限元模型上修改拉延筋的尺寸及布置方式。 湖南 科技大学学士学位论文 18 多工步成形过程模拟 ： 网格自适应细分，可以在不显著增加计算时间的前提下提高计算精度。 显、隐式无缝转换， 许用户在求解不同的物 理行为时在 显、隐式求解器之间进行无缝转换，如在拉延过程中应用显式求解，在后续回弹分析当中则切换到隐式求解。三维动态等值线和云图显示应力应变、工件厚度变化、成形过程等，在成形极限图上动态显示各单元的成形情况，如起皱，拉裂等； 料尺寸计算 )模块 采用一步法求解器，可以方便地将产品展开，从而得到合理的落料尺寸。 面设计）模块 块可以从零件的几何形状进行模具设计，包括压料面与工艺补充。 块中包含 了一系列基于曲面的自动工具，如冲裁填补功能、冲压方向调整功能以及压料面与工艺补充生成功能等，可以帮助模具设计工程师进行模具设计。 (3) 主要应用 冲压、压边、拉延、弯曲、回弹、多工步成形等典型钣金成形过程 ； 液压成形、辊弯成形 ； 模具设计 ； 压机负载分析等 。 湖南 科技大学学士学位论文 19 尾灯框安装板拉延成形的有限元模拟 拟工艺分析 该制件在成形时没有成形困难的部分，外形较简单流畅 ，通过选择合理的冲压方向不会出现冲压负角。合理的冲压方向应保证凸模能将工件需拉深的部位在一次拉深中完成，不应有凸模接触不到的死角或死区；拉深开始时，凸模与毛坯的接触状态良好，接触面积应尽量大，接触点应接近形状中间，同时接触毛坯的点要多而分散；并且拉深深度均匀，进料阻力均匀。该制件可采用一次拉延成形法。为弥补工件在冲压工艺中的不足，在工件本体部分以外，需添加工艺补充面之后才能进行拉延成形。此处的工艺补充面包含两类：其一是零件内部的工艺补充，即填充内部孔洞，此工艺补充面可在拉延成形后通过冲孔工序去除掉；其二是零 件沿轮廓线边缘部分的外工艺补充面，它包括拉延部分的补充面和压料面两部分。压料面在制作时要有利于降低拉深深度；与凸模形状应保持一定的几何关系，保证在拉深过程中毛坯处于张紧状态，并能平稳地、渐次地紧贴凸模，以防止产生皱纹；此外压料面应是平面或圆滑曲面，不得有局部的鼓包、凹坑、折棱，在毛坯压紧时不产生折皱现象。拉延筋的设计应根据制件本体的情况布置一条或多条拉延筋来增加进料阻力，提高材料的塑性变形程度；在容易起皱的部位设置局部的短筋来增加径向拉应力，降低压应力，防止毛坯起皱。 据库操作简易步骤 (1) 创建和保存数据库 双击桌面上的图标 ，启动 件。选择菜单 s ，输入“ (为文件名，将所建立的新的数据库 湖南 科技大学学士学位论文 20 保存在自己设定的目录下，点击 钮保存数据库。 (2) 导入模型 选择 单项，将汽车后尾灯框安装板件的 式的模型文件导入到数据库中，如图 示。 图 入的零件模型 选择菜单 辑修改零件层的名称、编号和颜色，修改汽车后尾灯框安装板件零件层名称为 击 出 话框。 (3) 曲面网格划分 选择菜单 弹出的 话框中单击 “ 钮（第一行第四列）。 在“ 话框中设定最大单元值 （ 为 20，其它各项的值采用默认值，自动划分网格。划分的网格单元图 示。 湖南 科技大学学士学位论文 21 图 分的网格单元 (4) 网格检查和修补 选择菜单 弹出的网格检查和修补对话框中单击“ 钮，所得结果如图 示。 点击 除高亮显示）按钮，清除图图 示的高亮显示的边界线，打开显示选项区域的线、曲面、单元和节点选项；点选面法向）按钮，确定所有单元的法向量方向一致。 图 界线显示结果 (5