冲压工艺讲义.ppt

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,目录,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。,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！,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。,前处理,后处理,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,SUV264887SU100,Splits破裂Excessthinning过度变薄Riskofsplits有破裂危险Safe安全Insuffstretch变形不足Comprss有起皱趋势Thicking起皱,CAE介绍,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,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,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,分离工序分类,废料,零件,零件,废料,成形工序分类,R,R,R,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,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,拉延制作要点,拉延制作要点,L3一般需要大于15MM,且L31/2L(废料长度L一般不能大于50MM),拉延制作要点,拉延制作要点,拉延制作要点,1，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区(即“倒勾”形)。,负角,负角需要额外的过程,拉延成型冲压方向的确定,2，凸模开始拉延时与板材接触的面积要尽可能的大,拉延成型冲压方向的确定,3，凸模开始拉延时与板材接触的地方尽量靠中,拉延成型冲压方向的确定,拉延成型冲压方向的确定,4，凸模开始拉延时与板材接触的地方要多且分散,拉延压板面制作原则与常用形状,压料面设计原则：1，形状尽量简单化，以水平面最好，当然也要考量材料利用率2，压料面的任一断面都应小于拉深内部相应断面的曲线长，3%以上3，压料面应尽量使成型深度一致4，压料面要使板材在成型后在后续工程有可靠的定位，取送料方便5，当有反成型时，让压料面低于反成型的最低型面6，不在某一方向产生很大侧向力,拉延压板面制作种类,1，压料面是覆盖件本身的凸缘,2，压料面是工艺补充面,拉延压板面制作种类,3，上两种形状的组合形式,拉延压板面制作种类,余肉的制作,当断差10MM时，需要制作余肉,余肉的制作,工艺孔/缺口的制作,突破（撕裂）刀的安装位置的选择主要是看板材在成型过程中，需突破（撕裂）位置先接触上模还是下模。一般来说板材晚接触的模仁就是安放突破/撕裂刀的位置.,余肉的制作,做摊料工艺面要点,在造型时，要让整形的量及次数尽可能的少。1，一般外凸形状的向下再整形，会有多料现象。在制作时应尽可能的让前工程造型接近产品，还有就是追加吸收皱的筋（修改成品）,下折时会多料,做摊料工艺面要点,2，对内凹形状有向下翻边的，后续翻边会缺料。所以在做前工程的工艺补充时需要制作小凸/凹包储料。（储料包的具体数据要看翻边前后的线长差）,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,主要缺陷的解决措施,一、落料冲孔（修边）,主要缺陷的解决措施,二、拉延,主要缺陷的解决措施,主要缺陷的解决措施,主要缺陷的解决措施,冲击线：上模下降，使材料与压边圈保持接触状态。接着，当材料开始流入时，模具与材料的摩擦状态从静摩擦转移。材料刚刚开始流入之前的静摩擦力很大，材料弯曲部分引起加工硬化和使料厚减薄，但这一部分，随着材料的流动由静摩擦转变为动摩擦状态，摩擦阻力大幅度减小，因此，原来的弯曲形状没有被拉直，而作为冲撞痕线而遗留下来。,主要缺陷的解决措施,三、翻边，整形,保证冷冲生产质量的措施,在冷冲压生产中，造成质量问题的因素有很多，如冲压设备故障或维修不当、冲模安装与调整产生问题、违反操作规程、原材料的质量低劣和工艺安排不当都可能出现质量问题，甚至造成废品，为防止冲压生产质量问题的产生，应采取以下措施：1）原材料必须与制件规定的技术要求相符合，对于坯料尺寸和表面质量要求比较高的制件，应进行检验，使用代用材料一定要得到产品部门或