模具新技术作业

模具新技术作业模具新技术作业 姓姓 名 名 学学 号 号 专专 业 业 指导老师 指导老师 日日 期 期 目录 1 绪论 1 1 1 拉延件设计和 DFE BSE 的概述 1 1 1 1 拉延件的冲压方向 1 1 1 2 压料面的确定 3 1 1 3DFE BSE 的概述 4 2 DFE 冲压模面 5 2 1 新建和保存数据库 5 2 2 导入几何模型 6 2 3 重命名零件层 6 2 4 自动曲面网格划分 6 2 5 创建 2 LINE 压边圈 8 2 6 创建主截面线 9 2 7 创建工艺补充面 9 2 8 修改主截面线 10 2 9 调整分模线 11 2 1改变局部模具圆角 12 2 11压料面裁剪 13 2 12 关键步骤图示说明 14 2 13 负角检测 16 2 14 采用 BSE 进行初始毛坯外形设计 16 2 15 基于 DFE 进行拉延件设计的基本流程 17 3 结论与体会 17 参考文献 19 1 绪论绪论 1 1 拉延件设计拉延件设计和和 DFE BSE 的概述的概述 拉深亦称拉延或者引伸 拉延筋是其工艺补充的一个重要组成 部分 在拉延生产中 拉延件的最后成形质量在很大程度上取决于 对材料流动性的控制 1 覆盖件拉延件设计是覆盖件冲压工艺设计 的重要内容 不仅关系到模具调试的难易 更直接影响制造周期 成本 冲压件质量乃至全工序的成败 2 覆盖件拉延模型面设计的 主要功能是确保冲压成形顺利和产品成形质量 为实现这一功能 必须合理设计冲压方向 压料面形式 工艺补充面形式和尺寸以及 拉延筋等工艺要素 为提高型面设计质量和效率 针对型面设计对 设计人员经验依赖性强的特点 基于对一类覆盖件模具型面实例的 分析 归纳出了构成工艺要素的共同设计特点 建立了型面模板 3 在覆盖拉延件要领设计中 工艺专家的设计经验往往是定性的 模糊的 很难通过交谈 问卷调查等形式进行系统的提取 尤其是 难以量化 因此制约了工艺设计专家系统性能的提高 结合覆盖拉 延件的成形特点和设计习惯 利用人工神经网络的方法 4 1 1 1 拉延件的冲压方向拉延件的冲压方向 覆盖件的拉延件设计 首要是确定冲压方向 冲压方向的确定 是拉延工序设计中的重要参数 它表示拉深件在模具中的空间位置 它不但决定能否拉延出合格的覆盖件 而且影响到工艺补充部分的 多少 压料面的形状以及拉延后各个工序 如整形 修边 翻边等 的设计方案 5 确定拉延冲压方向 应满足如下几方面的要求 1 保证拉延件凸模能够顺利进入拉延凹模 不应出现凸模接 触不到的死区 所有需拉延的部位要在一次冲压中完成 2 拉延开始时 凸模和毛料的接触面积要大 避免点接触 接触部位应处于冲模中心 以保证成型时材料不致窜动 3 压料应尽量保证毛料平放 压料面各部位进料阻力应均匀 拉延深度均匀 拉入角相等 才能有效地保证进料阻力均匀 如果有反成型 且反成型有直壁部分 则冲压方向实际由反成 型的位置决定 覆盖件成形中往往需要在压边圈与凹模表面设置拉延筋以改善 成形工艺 提高成形质量 拉延筋能够增加变形阻力 控制材料流 动 增加板料成形时的拉伸量 以便于在较大范围内控制变形区毛 坯的变形大小和分布 抑制破裂 起皱 面畸变等冲压质量问题的 产生 6 以往的覆盖件拉延工艺设计积累了许多经验 但由于覆盖件造型复 杂 用手工凭经验设计工艺补充效率十分低下 且存在诸多缺点 7 当冲压方向和覆盖件在汽车上的坐标关系完全一致时 则覆盖 件各点的坐标数值可以直接用在模具上 当冲压方向和覆盖件在汽 车上的坐标关系有改变时 则覆盖件各点的坐标数值应该进行转换 计算方可用在模具上 如果只改变一个坐标线时 且拉延方向是以 垂直于覆盖件对称面的轴进行旋转来确定的 则平行于对称面的坐 标是不需转换计算的 可见 冲压方向和汽车坐标完全一致 能够 带来很多方便 汽车覆盖件模具具有形状复杂 外形尺寸大 刚度 要求高 表面质量要求高 采用薄壁厢式结构 以及成本高等特点 一个汽车覆盖件零件 往往需要经过拉延 修边 冲孔 翻边 整 形等多道工序才能完 成 其中拉延成形是制造覆盖件的关键变形方式 8 汽车覆盖件拉 延工序设计被称为薄板冲压成形领域的设计 黑箱 问题 而拉延模 型面设计是其中的核心内容 由于设计因素的复杂多样性 该工作目 前主要依靠专家的经验知识完成 对设计结果只能进行定性的分析 9 汽车覆盖件与一般冲压件相比 具有材料薄 形状复杂 结构尺 寸和表面质量要求高等特点 生产汽车覆盖件一般要用拉延模 修 边模和翻边模 其中 拉延模是最重要的 拉延模是决定汽车覆盖 件成形质量的关键工艺装备 拉延模的型面设计就是拉延件的设计 拉延件设计的好坏 直接决定了拉延模的设计质量 10 1 1 2 压料面的确定压料面的确定 覆盖件拉延成形的压料面形状是保证拉延过程中材料下破不裂 和顺利成型的首要条件 确定压料面形状应满足如下要求 1 有利于降低拉延深度 平压料面夺料效果最佳 但为了 降低拉延深度 常使压料面形成一定的倾斜角 2 压料面应保证凸模对毛料有一定程度的拉延效应 压料 圈和凸模的形状应保持一定的几何关系 使毛料在拉延过程中始终 处于紧张状态 并能平稳渐次地紧帖凸模 不允许有多余的产生皱 纹 为此 必须满足下列条件 还要注意 有些拉延件虽然压料面展开长度比凸模短 但在拉 延过程中 每一瞬间这种关系不能维持 发生压料面展开长度比凸 模长的瞬间 就会形成皱纹 并最后留在拉延件上而无法消除 凸 模从开始拉延到最后的过程中 四个瞬间位置形成皱纹的情况 3 压料面平滑光顺有利于毛料往凹模型腔内流动 压料面上不得 有局部的鼓包 凹坑和下陷 如果压料面是覆盖件本身的凸缘上有 凸起和下陷时 应增加整形工序 压料面和冲压方向的夹角大于 90o 会增加进料阻力 也是不可取的 1 1 3DFE BSE的概述的概述 DYNAFORM 软件是美国ETA 公司和LSTC 公司联合开发的用 于板料成形数值模拟的专用软件 是LS DYNA 求解器与ETA FEMB 前 后处理器的完美结合 是当今流行的板料成形与模具设计的CAE 工 具之一 Dynaform 软件基于有限元方法建立 被用于模拟钣金成形 工艺 Dynaform 软件包含BSE DFE Formability 三个大模块 几 乎涵盖冲压模模面设计的所有要素 DYNAFORM 的DFE 模块可以从零 件的几何形状进行模具设计 包括压料面与工艺补充 DFE 模块中 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 BSE 板料尺寸计算 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 DFE 模面设计 模块 DYNAFORM的DFE模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 DFE模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 基于几何曲面 所有的功能都是基于NURB曲面的 所有的曲面都可以输出用于模 具的最终设计 导角单元导角功能 使用户对设计零件上的尖角根 据用户指定的半径快速进行导角 以满足分析的要求 冲裁填补功 能 根据成形的需要 自动填补零件上不完整的形状 能在填补区 同时生成网格与曲面 拉延深度与负角检查图形显示零件的拉延深 度与负角情况 冲压方向调整功能 自动将零件从产品的设计坐标 系调整到冲压的坐标系 压料面生成功能 可以根据零件的形状自 动生成四种压料面 生成的压料面可以根据用户的输入参数进行编 辑与变形以满足设计要求 工艺补充面生成功能 可以根据产品的 大小 深度及材料生成一系列轮廓线 然后将这些轮廓线生成曲面 并划分网格形成完整的工艺补充部分 还可以对生成的轮廓线进行 交互式编辑 MORPHING DFE模块中提供了线 曲面及网格的 变形功能 可以很容易地处理POL 冲裁填补 工艺补充设计以及 压料面设计 2 DFE 冲压模面冲压模面 2 1新建和保存数据库新建和保存数据库 启动 Dynaform 5 7 对于 PC用户 双击桌面上的图标 启动Dynaform5 7 对于 Linux和Unix用户 在命令行输入 df57 然后回车 启动Dynaform5 7 点击File菜单 选择 Save As 子菜单 输入 liftgate user name date df 作为文件名 点击Save 按钮保存数据库 2 2导入几何模型导入几何模型 点击DFE 菜单 选择 Preparation子菜单 点击Define页面下的 IMPORT图标 选择文件位置 Tutorial1 Liftgate 选取文件 liftgate igs 点击 Ok 导入零件层的几何模型 点击Exit 退出DFE Preparation 对话框 2 3重命名零件层重命名零件层 点击Parts 菜单 选择 Edit子菜单 双击Name 输入框 选中零件层名字diepart 输入新的名字 LIFTGATE 点击按钮Modify 点击按钮OK 退出零件层编辑对话框 2 4自动曲面网格划分自动曲面网格划分 点击Define页面下的Surface Mesh图标按钮 点击按钮Select Surfaces 点击 Displayed Surf 按钮选择显示在屏幕上的所有曲面 点击OK 按钮确认所选择的曲面 在参数组中输入最大尺寸 20 00 mm 点击按钮 Apply进行网格划分 点击按钮Yes 接受划分的网格 点击按钮Exit 退出曲面网格划分对话框 点Exit 退出DFE Preparation 点击按钮保存数据库 2 5创建创建2 LINE 压边圈压边圈 点击按钮显示等轴视图 点击 DFE 菜单 选择子菜单 Binder 在打开的对话框中选择压料面的类型 Two Lines Binder 输入压料面的法兰宽度 margin 300 00 mm 输入距零件最低点的距离 Shift 40 00 mm 点击按钮 Apply 生成压料面 系统自动命名为C Binder 同时 Binder窗口里Create字母的颜色由红色变为黑色 点击按钮 Mesh 对压料面划分网格 输入最大和最小的单元尺寸 50 00 mm 5 mm 点击按钮 OK 点击按钮 Exit 退出压料面对话框 保存数据库 创建2 LINE 压边圈 2 6创建主截面线创建主截面线 点击 DFE菜单 选择 Addendum子菜单 打开Addendum对话框 在主截面线组中点击 New 按钮 选择截面线模板类型 3 修改参数 PartAngle 45 Bar Height 10 PO Width 30 点击 Apply 按钮 点击 Ok 退出主截面线对话框 创建主截面线 2 7创建工艺补充面创建工艺补充面 点击 Addendum组中的 Assign 按钮 关闭By Segment选项 保留缺省选项即可 点击Apply 点击Close 退出创建工艺补充面的对话框 创建工艺补充面 2 8修改主截面线修改主截面线 点击Modify Master Profile组 输入Die Radius 10 0 mm 输入RBar Radius 35 0 mm 输入Part Radius 10 0 mm 输入PO Width 120 0 mm 输入Part Plus 20 0 mm 点击OK接受修改 在随后的窗口中选择YES接受自动更新 补充面将会自动地根据刚修改的截面线参数进行更新 修改主截面线 2 9调整分模线调整分模线 将模型切换到顶视图的位置 关闭选项 Addendum Mesh 打开选项 Profile 点击按钮 Modify Addendum组 在打开的对话框中打开Morph和POP Line选项 点击按钮 Apply 依次选择两条截面线作为起始截面线和终点截面线 在打开的对话框中 点击按钮Yes 接受高亮显示的区域 在区域中拾取一个控制点 并且移动来调整分模线到合适的位 置 鼠标中键接受所选位置 点击按钮 close 退出Modify Addendum对话框 补充面自动的 进行更新 打开选项 Addendum Mesh 打开位于屏幕右下部的选项 Shade 调整分模线 2 10改变局部模具圆角改变局部模具圆角 将模型切换到顶视图的位置 点击按钮 Modify Profile组 依次选择两条截面线作为起始截面线和终点截面线 在打开的对话框中 点击按钮Yes 接受高亮显示的区域 在打开的对话框中 点击按钮Range 依次选择截面线 比如紧邻起始截面线的截面线 作为要调整圆 角的范围的起始截面线和结束截面线 在打开的对话框中输入Die Radius 30 0 mm 点击按钮 Apply 点击按钮 OK 退出profile 对话框 改变局部模具圆角 2 11压料面裁剪压料面裁剪 从DFE 菜单中选择 Modification 子菜单 选择 BINDER TRIM 从屏幕右下角的面板关闭选项 surfaces 关闭选项 Elements 关闭选项 nodes 点击 Select 图标 在屏幕上选取 POP 线 点击 OK 确认选择结果 点击按钮 Apply 在打开的对话框中点击按钮 Yes 确认选择的结果 打开选项 Elements Nodes surfaces 点击按钮Close退出Complete Binder 对话框 保存数据库 压料面裁剪 2 12关键步骤图示说明关键步骤图示说明 冲压方向选择冲压方向选择 压料面设计压料面设计 工艺补充面设计工艺补充面设计 2 13 负角检测负角检测 2 14 采用采用 BSE 进行初始毛坯外形设计进行初始毛坯外形设计 2 15 基于基于 DFE 进行拉延件设计的基本流程进行拉延件设计的基本流程 导入零件几何模型 重命名零件 曲面网格划分 网格检查和 修补 冲压方向调整 压料面创建并修改 创建工艺补充面 创建 过渡面 工艺补充面 切割压料面 坯料尺寸估算 坯料网格划 分 3 结论与体会结论与体会 模具新技术 这门课课时虽不多 内容也不算多 但对 模具设计 这一行业尤其是对拉延件设计而言 其作用却是不可 或缺的 特别是基于 Dynaform 的应用 最大程度地改善和简化了 模面的设计工作 在起先学习 Dynaform 时由于对该软件的不熟悉 只是按照示例按图索骥 一步一步地依照 PPT 进行 这样不仅耗时 耗力 对所进行的操作步骤也是一知半解 毫无理解可言 随着课 程的深入 随着自己的实践以及与老师 与同学的交流学习 逐渐 对 Dynaform 这个软件 对 模具新技术 这门课有了更为深入的 理解 其实在我们需要掌握的 Dynaform 部分功能中 主要就是 DFE 模面工程 而了解了基于 D