謝江懷

摘要：例如，沖壓操作的分析是在計算零件尺寸后，再通過DYNAFORM軟件計算后形成的手柄部分表面的三維模型，最后形成零件的形狀圖。DYNAFORM軟件的測量功能是精確獲得一定的尺寸，實際上這種方式獲得的尺寸非常準(zhǔn)確，也非常方便模具的設(shè)計和制造。本文首先對沖壓件沖壓工藝及三維模型建模進(jìn)行了分析，然后對沖壓件坯料尺寸計算及結(jié)果進(jìn)行了分析。最后希望通過本文的研究，對本課題的研究有一定的啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：DYNAFORM沖壓件胚料尺寸精確計算

隨著中國模具工業(yè)的發(fā)展，更多的沖壓件也依靠先進(jìn)的技術(shù)來生產(chǎn)。由于沖壓件必須反復(fù)變形才能獲得最后具體尺寸，因此在計算零件尺寸時有著嚴(yán)格的要求。否則，測試表格上的負(fù)載將顯著增加。在本文中，我們將以用于構(gòu)造測試圖案形狀的部件的大小為例，詳細(xì)說明如何計算整個部件的大小尺寸的詳細(xì)步驟。由于待測樣品的形狀復(fù)雜，因此其成形過程是需要嚴(yán)格按照工作站的圖表以及圖紙的整體深度來進(jìn)行制作。當(dāng)手動計算零件時，材料的多次變形可能導(dǎo)致嚴(yán)重故障并會對模具設(shè)計和制造產(chǎn)生一定的影響，這就是我們使用DYNAFORM軟件的原因，通過該軟件，可以準(zhǔn)確分析和計算正確的材料大小，并且成功地測試模具。

1沖壓件沖壓工藝分析及三維模型建模

1.1沖壓件沖壓工藝分析

該產(chǎn)品（樣品）是0.4mm厚的ST13低膨脹部件。試樣的內(nèi)部形狀是用于深拉的反向模具，外部模具是深拉模具，并且中心是凸緣的孔結(jié)構(gòu)，是常見的多沖壓部件。該樣品的內(nèi)孔通過翻邊形成，窄孔的寬度以及孔的形狀較大。此時，在弱區(qū)域中就不會產(chǎn)生成形期間壓制整個部分的情況。

1.2三維模型建模

首先，在PRO/E 3D軟件中測試部件表面的三維模型（注意：印章材料中間表面的厚度），將標(biāo)識完成格式的模型文件以IGES的形式轉(zhuǎn)換并導(dǎo)入DYNAFORM軟件。用網(wǎng)格構(gòu)造模型以獲得有限元網(wǎng)格模型。本文中的CAD模型保存在商業(yè)CATIA軟件創(chuàng)建的IGS后綴格式文件中，并導(dǎo)人了Dynaform系統(tǒng)進(jìn)行分析。汽車發(fā)動機(jī)罩襯里的幾何模型寬1216毫米、中心線橫向長529毫米，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且具有大尺寸的典型復(fù)雜牽引構(gòu)件。電動車罩的左右兩側(cè)通常是對稱的，成形過程的部分主要包括夾緊、切割和深拉步驟。在本文中，在分析內(nèi)部覆蓋物的深度拉伸成型性時，必須首先確定提取方向，選取的方向應(yīng)根據(jù)具體標(biāo)準(zhǔn)確定同時在繪制工作的同時考慮拉動和平衡功率，并考慮下一個過程的要求。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置打孔方向后，需要進(jìn)行必要的再填充工作以滿足深拉的要求。再填充工藝的適用性對于直接影響模具拉拔工藝參數(shù)、工件夾持條件、變形值、應(yīng)變分布、表面質(zhì)量、質(zhì)量方面（例如裂縫和屈曲）的沖壓工藝是重要的。用于重建技術(shù)過程的設(shè)計不僅考慮了補(bǔ)充孔的內(nèi)部閉合的原理，還簡化延伸部分的結(jié)構(gòu)形狀以及后續(xù)處理的期望原理。工藝添加劑主要由壓料面和附加處理表面兩部分組成。

2沖壓件坯料尺寸計算及結(jié)果分析

2.1利用板料尺寸估算工具（BSE）得到坯料外形的網(wǎng)格模型

測試的樣本網(wǎng)格模型可以使用BSE工具計算零件的外部輪廓。但是，由于實際原因，網(wǎng)格模型被細(xì)分為多個空間網(wǎng)格模型。用于計算的材料是ST13和相關(guān)的機(jī)械性能。本文根據(jù)引擎蓋的形狀和特征，在DFE模塊中進(jìn)行BIND命令，選擇打印區(qū)域并確定打印區(qū)域的大小。ADDENFUM命令在用于DFE模塊后，就可以選擇TYPE 3類型以創(chuàng)建切割線和創(chuàng)建加工附加表面。

自動沖孔是一種彈性變形過程，包括更大的非線性、幾何非線性和邊界條件的非線性。在實際生產(chǎn)過程中，其成型過程中存在的各種錯誤（如：回彈、破裂等）通常是由于設(shè)計不當(dāng)造成的。傳統(tǒng)的檢測方式導(dǎo)致大量的資源消耗而沖壓數(shù)字模擬仿真技術(shù)可以預(yù)測潛在問題，有效的減少了資源浪費(fèi)，還檢查并優(yōu)化設(shè)計，形成所需的技術(shù)參數(shù)。軟件Dynaform參考罩內(nèi)板是深拉工藝分析和建模的一個例子，其優(yōu)化的工藝參數(shù)可以作為日后制造過程的指南。

2.2利用DYNAFORM軟件的測量功能得到具體尺寸

沿邊緣對稱地找到兩個節(jié)點(diǎn)，并使用DYNAFORM軟件的測量功能測量直徑。材料堆積過多就會導(dǎo)致材料斷裂，還會導(dǎo)致零件厚度分布不均勻。如圖4所示，在優(yōu)化工件的形狀之后，還需要分析和改進(jìn)蓋的內(nèi)板的厚度，以改善板材的可成形性。

2.3計算結(jié)果與分析

使用DYNAFORM軟件的測量功能，測量出工件直徑應(yīng)為28.177 mm后，將尺寸數(shù)據(jù)應(yīng)用到表格中，經(jīng)過測試后，其誤差小于0.1mm，完全滿足了標(biāo)準(zhǔn)要求，這比手動計算的誤差（約l mm）小得多。在制造形式和其他壓力機(jī)的部分時，也取得了巨大的成功，從目前的角度來看，零件的計算結(jié)果非常一致，DYNAFORM的反轉(zhuǎn)工作原理的軟件如下：金屬的三維變形處理充分考慮到了金屬變形的影響，考慮到人工計算在厚度方向（二維變形）上的不準(zhǔn)確性。合理的成本和平板布置是控制金屬流動和防止起皺和裂縫出現(xiàn)的重要方法之一。本產(chǎn)品采用圓形肋條，在分析內(nèi)罩蓋的成型能力時，阻力為200 kN，摩擦系數(shù)為0.1，對不同壓力下成型的模具進(jìn)行分析。接下來，輕松分析繪圖的參數(shù)。對于形狀限制方面，如果未指定模具拐角，則指定適當(dāng)?shù)睦味诵螤钸M(jìn)行限制。一個星期后，如果零件的許多部分沒有完全形成，甚至其中的部分零件開始出現(xiàn)起皺的現(xiàn)象，則說明部件缺乏剛性，它就有可能會被丟棄。相反，如果在周圍進(jìn)行擠壓后，可以看到局部彎曲現(xiàn)象消失，部件的變形增加，則部件的剛度增加。

2.4工藝參數(shù)的優(yōu)化

在優(yōu)化零件形狀和調(diào)整密封口后，零件的成形性得到了一定程度的改善，但仍然需要采用適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)以確保零件的質(zhì)量。另外，由于有許多模擬試驗對蓋板正面試驗的優(yōu)化方法較復(fù)雜，且涂層厚度較厚，因此本文選取邊緣力為300 KN、摩擦力系數(shù)為0.125、拐角深度為511113'1、虛擬鉆孔速度為5000 nlln/$、緩沖容量為l，1噸的材料。優(yōu)化的邊界模型如圖2所示。在本文中，我們將使用乘用車引擎蓋示例對Oynaform軟件進(jìn)行壓花模擬。因此，可以知道工件的適當(dāng)形狀可以在一定程度上改善諸如皺折和裂縫之類的缺陷，并且能夠使表面變得均勻因此需要正確安裝牽引邊緣。優(yōu)化牽引肋的參數(shù)，例如牽引肋的高度和阻力，相關(guān)的參數(shù)也必須適當(dāng)調(diào)整。根據(jù)汽車涂料的性質(zhì)，工藝參數(shù)的優(yōu)化可以通過沖壓工藝的特定基準(zhǔn)來改善，最終確保材料的質(zhì)量。

3結(jié)語

本文從沖壓件沖壓工藝分析以及三維模型建模兩個方面對沖壓件沖壓工藝及三維模型建模進(jìn)行了分析，從利用板料尺寸估算工具（BSE）得到坯料外形的網(wǎng)格模型、利用DYNAFORM軟件的測量功能得到具體尺寸以及計算結(jié)果與分析三個方面對沖壓件坯料尺寸計算及結(jié)果進(jìn)行了分析。通過分析沖壓件的變形規(guī)律，使用3D建模軟件創(chuàng)建三維立體曲面模型，然后再通過DYNAFORM軟件計算零件的尺寸，獲取最終的零件輪廓圖。創(chuàng)建有限元網(wǎng)格后，在使用DYNAFORM的軟件測量功能，這樣獲得的零件尺寸非常精確，不僅提供了一種改進(jìn)的計算尺寸的精確方法，還能夠滿足模具結(jié)構(gòu)的要求。最后希望通過本文的研究，對今后的專家學(xué)者研究與DYNAFORM的沖壓件坯料尺寸精確計算相關(guān)的課題有一定的借鑒與幫助作用。

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