钣金模具大作业

1、钣金模具综合实验实验报告学号：051030*姓名：刘*专业：飞行器制造工程指导老师：鲍益东南京航空航天大学2013年12月30日目录：1. 有限元模拟实验基本过程（1）CAD建模（2）CAE建模（3）CAE分析结果2. 有限元模拟成形结果的初步分析3. 金属板料冲压模拟思考题（1）材料参数，加工硬化系数K值对冲压模拟结果的影响（2）工艺参数，压边力的变化对仿真模拟结果的影响4. 冲压成形过程实验5. 总结与体会一、有限元模拟实验分析过程（1）CAD建模本次实验课程，采用ETA/Dynaform软件进行建模，凹模有限元的网格的主要尺寸如图35000R=5（2）CAE建模凸模，凹模，压边圈，板料的

2、有限元网格图,以及凸凹模之间的间隙如图注：仿真模拟中所选材料牌号为DQSK(36)-36，密度为=7.85g/cm3，杨氏模量E=207000.0 Pa，加工硬化系数K=520.4 MPa·m0.5，强化指数n=0.252（单位均采用国际单位）。在ETA/Dynaform软件的Setup模块下选择Auto Setup，进入有限元模拟参数设定模块；修改General标签下的名称Title为有一定意义的名称；进入Blank标签，设置Geometry栏下的四项内容，其中Part分项选择模具中的板料部分，设置板料的材料，在材料库中有众多材料可供选择，每种材料的加工硬化系数K、硬化指数n值、各

3、向异性参数r0，r45，r90值均可以根据需要进行设置，从模拟结果上可以直观的看出各个参数对冲压结果的影响；进入Tools标签，分别将所建的模型与die、punch、binder进行匹配，并默认其他参数；进入Process标签，修改drawing分项下的binder控制方式为间隙控制（即Velocity），同时参数值设置为die相应值的负值，其他参数默认；进入Control标签，默认该标签下的所有参数，参数设置完成后，进入动画模拟界面，观察动画过程以确定参数设置是否正确，若有错误则要及时修改，所有参数都设置正确之后，选择Job submitter，提交有限元模拟设置，软件会自动进行后台运算，并

4、保存相关文件以便后续工作使用。（3）CAE分析结果第一次计算结束后，成形后零件的厚度分布云图如图零件的厚度从0.8981661.210722，未出现拉裂，但有一部分起皱，少数部分严重起皱。不是合格的，压边力的受力分析如图二、 有限元模拟成形结果的初步分析得到压边力的次高点约为110KN，采用压力控制后的厚度分析和压边力曲线如图压边力为110KN时，厚度变化基本一致，这说明根据速度控制分析确定的压边力控制方法是准确的。冲头力时间曲线图为三、 金属板料冲压模拟思考题（1）材料参数，加工硬化系数K值对冲压模拟结果的影响K值520.4变大为470. 4度度分布图和凸模压力曲线图K值570.4变大为67

5、0.4后的板料厚度分布图和凸模压力曲线图由三个图的分析可知，当硬化系数增大时，材料最终成形后的度会增大，凸模所需加的力也会增大。（2）工艺参数，压边力的变化对仿真模拟结果的影响压边力由110KN减小到90KN，得到的结果如图，起皱更加严重。通过模拟分析可知，随着压边力增大，起皱的部分逐渐变少，下图为压边力为300KN时，板料的变形厚度，发现基本无起皱现象，由上面三种情况下对凸模的压力曲线的分析，可以得到随着压边力增大，冲头力也不断增大。但是压边力过大，会发生破裂，压边力为350KN时，得到的结果如图，四、 冲压成形过程实验1. 实验过程：用材料一进行成形，材料不仅起皱且破裂，改用材料二，材料二

6、法兰部分起皱，但没有开裂，说明的问题：不同材料的成形性能不同；用材料二进行实验，不断增大压边力，继续冲压成形，生成的盆形件法兰部分起皱越来越少，直到达到光滑，后继续增大压边力，继续成形，盆形件底部最终发生破裂，说明的问题：压边力过大或过小对板料的成形都有影响，过小容易起皱，过大容易拉裂。在凸、凹模上涂上润滑油，保持原来使材料二开裂的压边力，继续冲压材料二。发现并未开裂。继续增大压边力，在润滑油的作用下冲压材料二，第四次时才发生开裂，说明的问题：润滑油在一定程度上可以避免开裂。2、如图所示为上述过程中冲压得到的盆形件从左到右依次为第1、2、3步3、如图为材料二的起皱、合格、开裂三种典型情况的典型盆形零件4、观察的结果：通过图片可以观察到，盆形零件的形状并不是规则 ，理论上变形一致的位置却出现不同的变性特征， 说明的问题;材料的各向异性五、学习体会DFE是一个很好的软件，能快速准确地进行板料的大小的计算，对材料进行受力分析等，效率高，不仅节省时间，而且提高了准确度，而且受力的大小采用不同颜色以及不同深度加以区分，非常直观明了，是以后板料成形中设计和分析的发展趋势。很喜欢这个软件，如果以后还有类似的冲压设计问题和对材料进行受力分析的机会，可以试用一下。 模拟实验和实际的相结合才能得到最终正确的结论，在实