空调外机顶盖多工序冲压模具设计论文

1、空调外机顶盖多工序冲压模具设计论文 本科学生毕业设计论文 摘要 摘 要 空调外机顶盖是一种典型的冲压件，它是企业二类外观件，要求它的外外表平滑度要高，成形性要好，无皱折、裂纹等缺陷，而对其内外表的要求较低。 论文根据顶盖的结构和尺寸特点，在进行广泛查阅文献的根底上，借助冲压工艺理论对其进行了工艺性分析及方案比较，确定了它的工艺方案为：落料冲孔拉深成形一次翻边拉弯二次翻边拉弯三次翻边拉弯折边。 利用数值模拟软件DYNAFORM，对顶盖拉深成形工艺过程进行了模拟。通过模拟结果的分析，验证了一次拉深成形的工艺方法。论文设计了顶盖落料冲孔复合模具及拉深成形模具；对关键工艺参数及相应工作尺寸进行了计算；

2、完成了顶盖落料冲孔复合模及拉深成形模的模具总装图及关键零件的零件图的绘制。 关键词：空调外机顶盖，冲压成形，拉深成形模拟，模具设计 I 本科学生毕业设计论文 ABSTRACT ABSTRACT Outdoor-segment of air-conditioner upper-box is a typical stamp. It is the second category of appearance in enterprises, which requests higher smoothness on the outer surface, better forming, no fold, cr

3、acks and other defects, while lower on the inner surface of all the factors. According to Upper-Boxs structure and size characteristics, based on a wide range of literatures, the paper analyzes and compares its forming processes in virtue of stamping technology, and finally establishes its process p

4、rogram: blanking piercing drawing forming first flanging second flanging three flanging flapping. Drawing forming process of the upper-box is simulated by numerical simulation software DYNAFORM. According to the analysis of the simulation results, one drawing forming method could be carried out. The

5、 paper designs blanking-piercing compound die and drawing forming die, calculates the key process parameters and corresponding working size, accomplishes assembly drawing of blanking-piercing compound die and drawing forming die, as well as part drawing of key accessories in the die. Key words：Outdo

6、or-segment of air-conditioner upper-box, stamping forming, drawing forming simulation, die design II 本科学生毕业设计论文 目录 目 录 中文摘要 . ABSTRACT . 1绪论 . 1 1.1 选题背景 . 1 1.2 选题意义 . 1 1.3 板料冲压开展现状 . 2 1.4 板料成形模拟技术开展现状 . 2 2 顶盖冲压工艺分析 . 5 2.1 零件分析 . 5 2.1.1 材料性能分析 . 5 2.1.2 零件结构分析 . 6 2.2 确定工艺方案 . 7 2.2.1 工艺方案比较 .

7、 7 2.2.2 填写工艺卡 . 7 2.3 毛坯展开与排样 . 11 2.3.1 毛坯的展开 . 11 2.3.2 排样与搭边 . 12 3 DYNAFORM数值模拟 . 13 3.1 模拟准备 . 13 3.2 模拟过程 . 14 3.2 模拟结果分析 . 16 4 模具设计与工艺计算 . 17 4.1 落料冲孔复合工序 . 17 4.11 工艺计算 . 17 4.12 压力机的选择 . 19 4.13 模具零件设计 . 20 4.14 冲模闭合高度 . 22 4.15 模具工作原理 . 23 5 结论 . 24 参考文献 . 25 III 本科学生毕业设计论文 目录 致谢 . 26 IV

8、 本科学生毕业设计论文 绪论 1.1 选题背景 1 绪论 板料冲压成形是塑性加工的一种根本方法，一般是指以金属板料为原材料，利用压力机上的模具做往复运动，在常温下对金属板料施加压力，使其发生别离或产生塑性变形，从而获得所需尺寸和形状的零件的加工方法。因为板料冲压一般是在常温下进行的加工，所以又称做冷冲压。冷冲压用来生产各种类型的板料零件，具有生产效率高、本钱低、产品精度稳定、操作简单，并易于实现机械化和自动化等一系列优点，材料利用率一般可达75%-85%，因而制件的本钱比较低，尤其适合大量生产1。 目前，冷冲压已经在汽车产业、航空航天工业、金属制品业、仪器仪表电器等国民经济的各部门得到了广泛的

9、应用。 板料成形技术的研究涵盖的范围很广，除板料本身的力学性能研究、成形工具的选择外，还涉及成形过程中十分关键的问题，如何控制材料成形的过程并获得质量合格的零件。在过去很长一段时间，人们大多使用逼近试错的方法来完成模具的试调和零件的试制，这样就使得效率比较低，现在随着科技进步，试错法因效率低下逐渐无法满足现代化生产的需要，伴随着金属弹塑性理论的更新和计算机技术的不断开展，CAE技术在板料成形中得到了推广。 在板料冲压成形开展越来越迅速的情况下，本次毕业设计正是结合了CAE数值模拟技术对空调外机顶盖这一典型冲压件进行成形模拟，根据模拟的结果检测成形过程中出现的缺陷，并对其工艺过程进行改善和优化。

10、 1.2 选题意义 空调是近几十年来新出现的一种家用电器，随着全球气候逐渐变暖以及人们对室内空气质量要求的提高，空调已不属于高档产品，逐渐成为普通家庭必备的电器之一。我国的空调企业比较多，竞争也日益剧烈，很多厂家都在不断地通过改善空调的各项性能以及降低本钱来吸引顾客。空调上的很多零部件，都是经过冲压成形得到的，因此就对冲压技术提出了更高的要求，如何使这类冲压件既能满足各项性能指标又能保证本钱不至过高，从而使厂家获得更高的竞争力，成为该行业中一个重大问题。 空调室外机顶盖是一种典型的冲压件，该类零件具有顶面和四周侧面的结构，中间为空间曲面形状，四周侧面的下端为向内弯的折边。该零件的年产量非常巨大

11、，并且属于企业二类外观件，这就要求它的外外表平滑度要高，成形性要好， 1 本科学生毕业设计论文 绪论 无皱折、裂纹等缺陷，而对其内外表的要求较低。如果能设计出一种好的工艺方案和模具不仅能够美化它的外观，还能够节约本钱。本次毕业设计正是从这个角度出发，选择空调室外机顶盖这一典型的冲压件进行工艺分析和模具设计。 选择空调外机顶盖这一典型冲压件研究作为课题具有一定的代表性，既能让我对冲压工艺有全面地学习和认识，又能让我的理论知识与实际紧密联系起来，使理论知识得到深化和稳固，为以后的工作打下较好的根底。 1.3 板料冲压开展状况 近年来，由于技术的不断创新和新技术的不断应用，使我国的板料成形加工工业有

12、了很大的开展，促使汽车、航空航天、电器、仪器仪表等行业快速开展，但是由于我国的冲压技术起步较晚，与国外相比还有一定的差距。 板料冲压成形过程是一个非常复杂的过程，许多因素都直接或间接的影响着成形的结果。长期以来，国内外学者和冲压专家对板料的成形性能以及影响成形过程的各种因素进行了大量的理论和实验研究，取得了丰富的研究成果，根据这些研究成果总结出了一些经验公式，并积累了丰富的实践经验供模具设计人员参考。然而，对于比较复杂的成形零件，如汽车覆盖件，根据这些经验公式设计出来的模具往往不能满足产品的技术要求，特别是对成形质量要求较高的轿车外覆盖件更是如此。目前，对于模具设计员来说，大型汽车覆盖件模具的

13、设计仍然没有十分的把握。因此，如何解决以上问题成为模具工业的迫切需要。 目前，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具；为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了，精度到达12m；寿命2亿次左右的多工位级进模也有多家企业能够生产；外表粗糙度到达Ram的精冲模；大尺寸(300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已到达相当高的水平2。今年来，伴随着金属弹塑性理论的更新和计算机技术的不断开展，板料成形模拟技术在模具的设计和制造过程中得到了推广和应用。总体来说，我国模具行业正在飞速开展，正在向国际先进水平迈进。 1.4 板料成形模拟技术开展状况 板料成形模拟技术的开展是建立

14、在有限元技术开展根底之上，板料成形过程的有限元模拟技术是评估板材成形性和模具设计正确性的有效工具，在兴旺国家已得到广泛的应用。板料成形模拟从数值计算上分析是一个高度非线性的问题，涉及到材料、几何和接触非线性，在实际数值计算中一般采用更新拉哥朗日法和 2 本科学生毕业设计论文 绪论 数率型的本构关系去处理成形过程中的大应变、大转动问题。 20世纪50年代中期，M.J.Turner 和R.W.Clough 等人用简单受载铰接的平板三角形单元进行了飞机的结构分析，有限元法自此开始3。接着，Courant、Argyris、Turner、Clough 和Zienkiewicz 的五组论文促成了有限元法的

15、诞生，奠定了早期有限元法的理论根底4。此后，有限元模拟技术得到了很大的开展，在之后几十年中，先后提出了弹塑性有限元法、以小变形理论为根底的弹塑性有限元法、大位移、大应变弹塑性有限元法、弹粘塑性有限元法。1978年，N.M.Wang 和Budiansky 用弹塑性大变形T.L.格式分析了任意几何形状模具的冲压成形问题，标志着板料成形技术已逐步走向成熟5。从70年代末，大变形弹塑性有限元法被逐步应用于板料成形分析。 作为数值分析方法中应用最广并且最具有生命力的一种方法，有限元法成为目前板料成形数值分析最有效的方法。随着数值分析技术、塑性成形理论、计算机能力的开展以及对冲压过程越来越深刻的认识和理解

16、，从上世纪7O年代后期开始，经过2O多年的开展，板料成形数值模拟逐步完善。 国内板料成形技术起步相对国外较晚。从80年代后期，国内的有关学者才开始金属塑性成形的有限元研究，这些研究大多是在国内的几所高校和少数科研单位进行，如吉林工大的“弹塑性有限元变形的拟流态角理论，华中理工大的“弹性边界层的接触算法等6。随着改革开放带来的越来越多国际化学术化交流，我国冲压模拟仿真技术也得到了突飞猛进的开展，经过国内诸多学者的不懈努力，由华中科技大学的柳玉起教授带着开发出具有自主知识产权的模拟仿真软件FASTAMP78，根本上满足工业需要。与此同时，学者们对前人研究的结果进行了总结和开展，如KBE(Knowl

17、edge-based Engineering)技术的应用9，多点成形技术的探讨与应用1011，变压边力技术的开展与应用12，板料成形的模拟分析并行计算13等先进技术。 因此，从整体上来看，板料成形有限元模拟技术的开展大体上可分以下四个阶段： 第一阶段：50年代到80年代初。在此期间有限元方法、计算机软硬件水平、材料模型、单元模型还处于开展初期，这一阶段主要是建立有限元模型和一些简单的应用，包括计算平面问题和轴对称问题。这个阶段大多采用的是薄膜单元，还没应用到板料成形分析。 第二阶段：80年代初期和中期。板料成形在有限元分析根本上没有多大的开展，这段时间人们主要在材料模型方面进行了一些研究，相继

18、出现了一些新的材料本构关系，比方基于细观力学的结晶塑性模型，速率敏感材料模型，刚-粘塑性模型，弹-粘塑性模型等。 3 本科学生毕业设计论文 绪论 第三阶段：80年代末期到90年代初。各国开始进行三维板料成形分析的研究，各种三维板壳单元被用于板料成形分析。 第四阶段：90年代以后。有限元显式积分算法也逐步进入了板料成形分析领域并显示了良好的开展前途。随着有限元技术的开展及计算机技术的不断进步，数值模拟技术在板料冲压模具制造中的应用变得非常成熟，把数值模拟技术应用于板料成形工艺设计，使试模时间减少50%以上。数值模拟技术逐渐成为国外大型汽车和模具企业必不可少的工具14。 进入20世纪90年代后期以

19、来，大批关于板料成形数值模拟研究的论文在国内涌现，其中既有基于独立开发有限元软件的根底性研究成果，也有利于用现有商业专业软件的应用实例，并且板料成形数值模拟技术也开始由高校和实验室走向企业。 4 本科学生毕业设计论文 顶盖冲压工艺分析 2 顶盖冲压工艺分析 2.1 零件分析 2.1.1 材料性能分析 空调外机顶盖是由格力空调提供的冲压件，其材料为热镀锌板，牌号为08F，厚度为。 08F是优质碳素结构钢，其中08表示平均含碳量，F表示沸腾钢。08F钢的强度、硬度很低，冷变形塑性很高，它的深冲，压延等冷加性能和焊接性能较好，但成分偏析倾向较大，时效敏感性较强(即钢经时效处理后，韧性下降)，一般可经

20、水韧处理和除应力处理来消除，适于轧制成薄钢板和钢带。它主要用于制造需要深冲、压延的零件，如汽车车身，驾驶室，家电外壳等，也可用于对心部强度要求不高、外表要求耐磨的渗碳等外表处理的零件，如套筒，靠模，挡块等。其化学成分和性能参数分别见表和表： 表2.1 08F钢的化学成分 表2.2 08F钢的性能参数 5 零件结构分析 该零件的二维图如图2-1所示： 本科学生毕业设计论文 顶盖冲压工艺分析 图2-1. 空调外机顶盖二维图 6 本科学生毕业设计论文 顶盖冲压工艺分析 根据空调外机顶盖的二维图，利用三维造型软件UG按1：1的比例对其进行三维实体造型，如图2-2所示： 图2-2. 空调外机顶盖三维图

21、根据该零件的二维和三维图，可以看出该零件属于大型冲压件，外形最大尺寸到达，该零件结构特点是：上下对称，但左右不对称，一边带有一个把手，带把手的侧面有两个5mm的孔，不带把手的侧面带有一个5mm的孔。这些孔起到连接顶盖与室外机壁部的的作用，对其位置精度有一定的要求，但对孔的形状要求不高。顶盖的顶面与侧面是通过很大的圆弧面过渡，顶部有三个长方形突起，是为了增加顶盖的美观。该零件内部的前端为“倒勾形，这种向内的“倒勾是为了增加零件的强度，但同时使得零件的工艺变得比较复杂。为了成形“倒勾要通过翻边工序和折边工序才能到达要求。整体来说零件的精度要求并不高，但考虑靠顶盖属于外观件，对其外表的光滑度还是有一

22、定的要求。 2.2 确定工艺方案 2.2.1 工艺方案比较 根据该零件的尺寸和结构特点，设计出工艺方案如下： 方案一：1) 落料+拉深复合 2) 翻边拉直 3) 侧冲孔 4) 一次翻边拉弯 5) 二次翻边拉弯 6) 三次翻边拉弯 7) 折边 方案二：1) 拉深成形 7 本科学生毕业设计论文 顶盖冲压工艺分析 2) 落料+翻边拉直复合 3) 侧冲孔 4) 一次翻边拉弯 5) 二次翻边拉弯 6) 三次翻边拉弯 7) 折边 方案三：1) 落料冲孔 2) 拉深成形 3) 一次翻边拉弯 4) 二次翻边拉弯 5) 三次翻边拉弯 6) 折边 以上三种工艺方案都用了三次翻边拉弯的工序，这是由于零件内部前端为“

23、倒勾形所致。翻边拉弯就是将零件的四面边沿向内翻成90°直角，如果是小型零件只需两次翻边拉弯即可，对于顶盖这一大型零件来说，为了减小模具从而降低本钱，所以采用三次翻边拉弯，下面的工步图将详细说明。 对以上三种工艺方案进行分析比较，得出如下结论： 方案一：将侧冲孔安排在成形之后，利于保证孔的尺寸和精度，缺点是由于该零件的长度和宽度都比较大，侧面的孔在加工时零件的摆放就成了问题，也使定位也无法解决。 方案二：工序数与方案一相同，相对方案一来说，将落料+翻边拉直复合比落料+拉深复合的模具稍简单一些，但同样也会出现侧冲孔无法定位的问题。 方案三：将落料冲孔安排在第一个工序，这就解决了方案一中侧

24、冲孔无法定位的问题，同时将冲孔安排在拉深成形前，会使冲好的孔在拉深的过程冲出现变形，将影响到孔的精度。但是，由于对孔的形状要求并不高，只是对其位置精度有一定的要求，所以这一问题并不影响零件成形的结果。与前两个方案相比，少了一道工序，这样就减少了模具数从而降低了本钱，但对第二道工序拉深成形的模具就有了更高的要求，因为必须使拉深出的半成品无法兰局部，这样才能进行以下的工序。 综合考虑以上三种工艺方案的可行性和经济性，选择方案三作为该零件的加工方案，工步图如图2-3所示： 8 本科学生毕业设计论文 顶盖冲压工艺分析 1) 落料冲孔 5) 三次翻边拉弯 2) 成形 3) 一次翻边拉弯 6) 折边 4)

25、 二次翻边拉弯 图2-3.顶盖冲压工步图 第一步落料冲孔中，左侧冲出的是两个椭圆孔，右侧是一个圆孔，椭圆孔的尺寸为长边×短边=5mm×3.2mm(根据材料在成形工序中的流动以及材料的变薄率估算出来的，需要在实际生产中验证和修改)，椭圆与水平方向夹角为30°。 采用三次翻边是因为零件长度比较大，如果将3)和4)工序合并为一个工序，即对长度方向上的两个侧面同时翻边，那么对模具的尺寸要求很大，从而会增加本钱，因此将其分为两个工序，这样只需两套小的模具即可。对于另外两个宽度方向上的侧面，由于宽度不是很大，可以同时将其翻边成直角。 采用一次拉深成形是否能将坯件拉深为所需的形

26、状，需要在DYNAFORM数值模拟软件中模拟验证。 9 本科学生毕业设计论文 顶盖冲压工艺分析 2.2.2 填写工艺卡 从以上的工艺方案可以看出，落料冲孔复合和拉深成形这两个工序是零件加工中最重要的环节，因为落料的尺寸、冲孔的位置都将影响着零件的后续加工，而拉深成形又直接决定着顶盖的形状、外观和质量是否符合要求，与之相比，后几个翻边和折边工序相对来说比较容易实现。在此，由于毕业设计的时间有限，本文只对前两个工序落料冲孔和拉深成形进行工艺计算和模具设计。 10 本科学生毕业设计论文 顶盖冲压工艺分析毛坯展开与排样毛坯的展开 毛坯的展开有很多种方法，本次设计中提供了两种展开毛坯的方案: 方法一：利

27、用DYNAFORM数值模拟软件中的毛坯展开功能将毛坯展开； 方法二：据零件的形状特点通过计算确定毛坯尺寸。 方法一比较简单，只要通过简单的操作即可完成。但是DYNAFORM只能展开形状简单的零件，对于空调外机顶盖这一盒形件来说，不能通过DYNAFORM展开。因此只能通过方法二进行毛坯的计算。 该零件属于低矩形件，毛坯形状是四角用圆弧连接的矩形。计算毛坯尺寸根据以下三点： (1) 圆角处按1/4圆筒等面积展开； (2) 直边处按弯曲展开； (3) 圆角与直边用作图法光滑连接15。 按弯曲展开的直边局部的长度为：lh 其中，h 矩形盒高度(包括折边高度)，h1519.5 mm rp 矩形盒底部圆角

28、半径，rp2 mm 所以： l×220.64 mm 毛坯宽度L2零件宽度+2×直边局部长度，即： L22× 298 mm 毛坯不带把手局部长度L1零件不带把手局部长度+2×直边局部长度，即： L12× 803 mm 毛坯带把手局部长度计算比较复杂，要将把手的几个局部展开分别计算，如下式： L018 816 mm 圆角局部展开公式： R?r2?2rh?0.86rp(r?0.16rp) 其中，r 圆角局部半径 圆角局部展开： 圆角局部展开： 圆角R8局部展开： 将展开的圆角与直边用作图法光滑连接，得到毛坯形状及尺寸如图2-4所示： 11 本科学生毕

29、业设计论文 顶盖冲压工艺分析 图2-4. 毛坯尺寸排样与搭边 由于毛坯的形状近似矩形，且毛坯的尺寸比较大，从材料的利用率和生产批量上考虑，采用直排有搭边的排样方法。 查表3-1016，得到沿送料方向搭边a11.5mm,侧向搭边a2mm 那么：进距 AL0+a1816 宽度 BL2+2×a2982×2302mm 钢板选取的尺寸为：长×宽2200mm×850mm 坯料的排样方式如图2-4： 图2-5.毛坯排样图 在三维造型软件UG中绘制毛坯实体图，并计算毛坯的面积为237504.5 mm2， 237504.5?7?100%?88.9%850?2200那么材料

30、利用率： ? 12 本科学生毕业设计论文 DYNAFORM数值模拟 3 DYNAFORM数值模拟 3.1 模拟准备 DYNAFORM软件简介 DYNAFORM数值模拟软件是由美国工程技术联合公司ETA(Engineering Technology Associates，Inc.)开发的一个基于LS-DYNA动力显式算法的板料成形模拟软件包1920，它综合了LS-DYNA960、LS-DYNA970的强大分析功能以及自身强大的流线型前后处理功能，可方便求解各类板料成形问题。同时，DYNAFORM也最大限度地发挥了传统CAE技术的作用，减少了产品开发的本钱和周期。 在板料成形过程中，ETA/DYN

31、AFORM能够对整个模具开发过程进行模拟，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。另外，DYNAFORM具有良好的工具外表数据特征，可较好地预测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，为板料成形工艺及模具设计提供帮助。 模拟前准备 拉深成形过程中可能存在一些起皱、拉裂等缺陷，为了防止缺陷的产生，提前其进行优化，需要对拉深成形工序进行数值模拟。 DYNAFORM数值模拟软件需要的零件必须是片体，并且要对其进行网格划分，因为DYNAFORM所能识别的只是网格，所以网格划分是模拟的根底。 本次拉深成形模拟中，需要的是零件是坯料、

32、带压边圈的凹模，凸模那么是根据凹模偏移生成，压边圈是从凹模中别离出来的。 要得到坯料、带压边圈的凹模的片体，首先要在UG中绘制出它们的三维实体图，然后通过移除面命令得到片体，得到的凹模片体如图3-1所示： 图3-1. 凹模片体 13 本科学生毕业设计论文 DYNAFORM数值模拟 3.2 模拟过程 导入零件。首先在UG中将坯料和凹模片体分别导出成IGES格式，然后将IGES格式的坯料、凹模导入到DYNAFORM中； 网格划分。对坯料进行网格划分采用的命令是ToolsBlank Generator，通过选取曲面将其选中，设置Tool Radius的值为12，坯料网格即可划分完成，如图3-2(a)

33、所示；对凹模进行网格划分采用的命令是PreprocessElement命令，利用显示曲面将其选中，所有的选项都使用默认值，网格即可划分完成，如图3-2(a)所示。在此过程中要注意，分别对坯料和凹模进行网格划分时，要将其分别设置为当前层，并隐藏另外一个零件层，否那么网格将会划分失败。 (a) 坯料网格 (b) 凹模网格 图3-2. 网格划分结果 网格检查。为了防止网格中存在一些潜在的、影响模拟结果的缺陷，如间隙、孔洞、退化的单元等需要对网格进行检查。网格检查用到的是Preprocess Model Check命令，选择Display Model Boundary(显示模型的边界)，边界线将以白色

34、线显示，如果除了边界线成白色以外，还有其它白色线，那么说明网格中存在空洞、间隙等缺陷，需要对其进行修补，直到没有缺陷为止。 凹模偏移生成凸模。预先创立一个零件层，利用Preprocess Element中的 Copy命令将凹模沿Z轴正方向偏移40mm，选中偏移后的零件，将其放入到新建的零件层中，这样凸模就生成了，如图3-3所示。 图3-3. 凸模片体 14 本科学生毕业设计论文 DYNAFORM数值模拟 生成压边圈。 压边圈是从凹模中别离出来的， 首先也是要建立一个新的零件层，通 过使用Parts Add To Part命 令，先将凹模的边部选中，然后将其 添加到新的零件层中，这样压边圈零 件

35、层就生成了，如图3-4所示： 图3-4. 压边圈 模拟参数设置。 成形模拟采用的是自动设置，如图3-5所示： 1) 进入Sheet forming对话框中，设置die(凹模)工具里的参数，先将凹模零件添加进来，然后设置凹模的工作方向，这里选用的是默认方向+W方向，移动距离为。 2) 类似1)中的方式设置压边圈和凸模的参 数，在这里注意压边圈的工作方向和凹模相 同，移动距离为，而凸模的工作方向和 凹模相反，为-W方向即冲压方向，移动距 离为0。 提交运行。 运行前要先保存文件，利用Job命令进 行运行，运行的过程中，系统将自动地对成 形过程中的材料厚度变化情况、最大最小应 变分布、时间历史曲线、

36、材料变薄率等进行 计算，这些计算的结果将存入d3plot文件 中，在运行后系统将自动保存由LS-DYNA 生成的d3plot文件。 图3-5. 自动设置 应用eta/POST后处理。 点击PostProcess 将进入eta/POST后处理界面，翻开刚刚保存的d3plot文件，预览坯料的成形过程，观察过程中是否有缺陷生成，并通过操作工具栏对成形过程进行后处理操作，从而观察成形过程中材料的流动、厚度的变化、最大应变分布等情况。 15 本科学生毕业设计论文 DYNAFORM数值模拟 3.3 模拟结果分析 首先从材料厚度变化情况、最大应变分布以及缺陷情况对模拟结果进行分析。 材料厚度变化 图3-6.

37、 成形过程中材料厚度变化情况 由图3-6可以看出，顶盖顶部整个平面材料的厚度根本上无变化，厚度变化最明显的地方在把手两边处，厚度为左右，变薄率不到10%，在侧面也有局部变薄的倾向，厚度为左右，变薄率为5%，从这些数字来看，厚度的变薄并不算大，这些略微的变化对顶盖的成形并没有太大影响。 最大应变分布 图3-7.最大应变分布 由图3-7可以看出，应变最大的地方出现在四个角部，应变达，另外把手两边也有一定的应变，约左右。 模拟结论 由模拟结果显示，成形后的零件外表平整，没有出现起皱、裂纹等缺陷，材料的变薄率较小，零件形状成形得比较到位，符合外观要求，说明零件可以一次 拉深成形。 16 本科学生毕业设

38、计论文 模具设计与工艺计算 4 模具设计与工艺计算 4.1 落料冲孔复合工序工艺计算 冲压力计算 落料冲孔选用弹性卸料下出件的卸料方式，所以总的冲压力为： PFF推F卸 其中： F 冲裁力； F推 推件力； F卸 卸料力 1) 冲裁力计算公式：F 其中： 200310 MPa，取=280 MPa 落料： 估算坯料的外形尺寸得周长C816×2298×22228mm 那么落料的冲裁力： 冲孔： 该零件中共有3个5mm孔，在成形前，其中一个孔是圆形，另外两个是椭圆孔，为了计算方便，3个孔均以5mm的圆孔计算，孔周长LD 那么冲孔的冲裁力： F冲3×3×

39、5;××28027448.5 N 所以落料冲孔复合时,总的冲裁力为： FF落F冲676242.1 N 2) 推件力计算 查表2.4015和表2-101，得凹模刃口直壁高度h5mm，K推 n， 取整n6 F推nK推F冲6××9058 N 3) 卸料力计算 查表2-101,得K卸，取K卸 F卸K卸P落×29195.7 N 所以总的冲压力为 PFF推F卸9058714495.8 N714.5 KN F落×2228××280648793.6 N 17 本科学生毕业设计论文 模具设计与工艺计算 冲模刃口尺寸计算 采用配合加工

40、凸、凹模，根据模具在使用时的磨损情况将尺寸分为三类： 第一类是磨损后增大的尺寸：Aj(Amaxx·)0+ 第二类是磨损后减小的尺寸：Bj(Bminx·)-0 第三类是磨损后不变的尺寸：Cj(Cmin)-+ 1) 落料 落料时以凹模为基准件，凹模尺寸如图4-1所示： 图4-1. 凹模尺寸分类 A1在落料件中的尺寸是A1298±0.5 mm，查表2-71得：系数x10.5 1/40.25 mm A1d×2980+0.25 mm 同理： x2，2 A2d×8160+0.3 mm x3，30.3 mm A3d×8030+0.3 mm B1在落

41、料件中的尺寸B160 mm，查表122，得±0.3 mm 1/40.15 mm，x1 B1d×60-0.150 mm，B2dB1d60-0.150 mm 同理： B3，±，3，x3 B4，±，4，x4 B5，±，52/4，x5 所以： B3d× B4d×× mm 18 本科学生毕业设计论文 模具设计与工艺计算 C1在坯料中的尺寸为13mm，=±， × 2) 冲孔 落料的同时冲出三个小孔，其中一个是5mm的圆孔，另外两个是长边×短边5mm×的椭圆孔，冲孔以凸模为基准件，凸模刃口尺寸计算如下： 圆孔直径A1=5mm，查表122得其公差为± ，× 椭圆孔长边 A2=5mm，A2p=A1p= 椭圆孔短边，=±，× 冲模间隙值确实定 冲模的材料选用Cr12MoV，淬硬状态下硬度5862HRC，它是属于软材料，所以落料冲模的间隙值(双面)可由以下公式求得1： ZminZmax=(6% 4.12 压力机的选择 压力机主要有曲柄压力机和液压机两大类，曲柄压力机有固定的上、下止点，主要适合于