翻译多部金属板成型问题的工艺设计

多部金属板问题的成型工艺设计 本文介绍了一种由压缩机盖和有限元仿真优化形成的拉伸过程的数值模拟 应用仿真和优 化工具测试几种改进工具 即在每个阶段的金属形成操作中发现最小数目和片材的最佳厚 度 2000 Elsevier 科学有限公司保留所有权利 关键词 有限元模拟 板料成形 工业应用 1引言 一个显着的改善可以实现工艺规划与工具的应用软件工具的设计 这种设计可以逼真地模 拟材料成形过程 更精确的和更现实的模拟金属成形过程可采用有限元方法 FEM 有 限元模拟和优化是在一个新的或改进的已知的金属板料成形过程 1 6 的发展中越来越重要 的工具 为了满足降低生产成本 增加环保和制造出定义的标准的优质产品的需要 目前 的漫长而复杂的过程 应尽可能缩短 本文提出了应用 Marc 软件包来对压缩机的覆盖多个形成产业问题的解决方案 传统方法 使用的冲压模具设计部分工业没有得到好的结果 主要的问题是生产压缩机的下陷涵盖必 需夹紧弹簧 图1 在冲压拉延件厂水合氯醛在弗罗茨瓦夫的生产者不可能通过拉深解决 问题 该工厂使用临时昂贵的焊接技术加入下陷的封面 采用过程模拟的有限元模拟 作 者是能够分析和优化压缩机的盖啮合多操作拉深 最后 确保该工具的形状 最低的操作数和片的最佳厚度的变化在每个阶段的金属形成过 程中被发现 2 FEM 模型 MARC 有限元软件包被用来模拟金属板材多操作压缩机的盖啮合形成过程 这个过程是对 称的 这意味着可以应用一个二维模型 根据10号 Marc 软件包和刚性模具 作者用了一 个4节点单元 在大位移视图结合自适应网格技术下 选择了更新的拉格朗日方法 在模拟 中 Von 米塞斯屈服准则完成各向同性硬化工作 空白被夹紧在边缘 因此 金属板材成 形的板材厚度减少了 本片与模具之间的摩擦系数为0 25 而板材与模具之间是0 125 该片由 StW24 DIN 1016 钢组成 真正的应力和应变之间对数关系如下 00723 0 2 694 2593 0 MPa 杨氏模量为210 GPa 和泊松比为0 3 片材的厚度是2 5毫米 仿真的各个阶段进行了回弹几 何的考虑 3 结果和讨论 第一次模拟经过三操作压缩机的盖啮合建模通过了实验 通过分析冲头形状不同的变种和 模具 得到每个操作的最佳的形状的尺寸如图 2 4 然而 第三个经营拉件 图4 产生显 着的厚度的变化 这可能会导致拉深件的缺陷 为此 发现它适合于引入一个额外的操作 使产品能够形成无缺陷 如图5所示冲压拉延件第四次手术后 没有从板的最佳厚度变化的 角度的工具的形状优化 没有过程的优化 一个类似的效果为三冲压操作已获得这是显而 易见的 刀具形状操作的最后阶段的优化显示在图6 9 为了提高结果的精度 我们用有限元进行了 大量的计算 结果显示非常均匀的分布和拉深件的厚度允许的变化 允许一个无缺陷的画 片的形成 这是所描述的模拟的主要目的 图1 压缩机的盖啮合 4个结论 可以说在描述了 Marc 包应用 MARC 软件包的基础上模拟了仿真和设计的金属板料成形过 程 1 板料成形过程被认为可以通过减少板料厚度 2 形成良好的拉件至少四个操作是必要的 3 工具形态的优化能其得到使非常均匀的分布和拉深件的厚度允许变化 4 有限元法的应用能提供生产原型工具实际工业问题的解决方案 图2 在没有优化的第一操作的应变分布和拉制件的几何形状 图3 在没有优化的第二操作的应变分布和拉制件的几何形状 图4 在没有优化的第三操作的应变分布和拉制件的几何形状 图5 在没有优化的第四操作的应变分布和拉制件的几何形状 图6 在优化后的第一操作的应变分布和拉制件的几何形状 图7 在优化后的第二操作的应变分布和拉制件的几何形状 图 在优化后的第三操作的应变分布和拉制件的几何形状 图6 在优化后的第四操作的应变分布和拉制件的几何形状 参考文献 1 A Makinouchi Sheet metal forming simulation in industry J Mater Process Technol 60 1996 19 2 Z Zimniak Computer simulation of technological processes by FEM in Proceedings of the Second International Seminar Zagadnienia Trasferu Nowocesnych Technologii Obrobki Plastycznej Wroclaw 1996 p 63 3 J Gronostajski Z Zimniak Applicaton of ANSYS ED package for deep drawing processes in Proceedings of the second Science Conference Komputerowe Wspomaganie Prac Inzynierskich Szklarska Poreba 1995 p 179 4 J Gronostajski Z Zimniak Finite element modelling of axisymetrical deep drawing processes in Proceedings of the Third International Conference on Sheet Metal Forming Birmingham 1995 p 162 5 Z Zimniak The optimization of multioperatioanl deep drawing processes in Proceedings of the International Conference on Challenges to Civil and Mechanial Engineering in 2000 and Byend Wr