首页 理论教育冲压加工的优点及其分离工序和成形工序

冲压加工的优点及其分离工序和成形工序

【摘要】:所以,只有在冲压零件为大批或大量生产的情况下,冲压加工的优点才能充分体现,从而获得好的经济效益。根据材料的变形特点可将冲压工序分为分离工序和成形工序两类。分离工序主要有剪裁和冲裁等。上模通过模柄5被安装在压力机滑块上,随滑块做上下往复运动,因此称为活动部分。下模通过下模座被固定在压力机工作台上,又称为固定部分。冲压件的质量、生产效率及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系。

1.系统概要

修边线展开和翻边成形是汽车覆盖件、五金件工艺设计和模具设计过程中的一个重要问题,也是冲压成形问题的一个难题。传统方法一直采用简单的解析理论和经验公式确定三维修边线和翻边过程的可成形性,使得修边模的设计效率很低,而且所确定的修边线误差也很大,增加了翻边成形模具的实际调模时间,提高了生产成本,产品质量也无法得到有效保证,有时还会造成交货周期的延误。

Trimline Unfolding Wizard(以下简称TUW)是由FASTAMP软件研发中心开发的基于SI-EMENS NX集成环境的三维修边线展开专用软件。通过内置改进的逆算法求解器,可以快速逆向展开任意复杂的三维修边线,计算时间仅需要数十秒,较手工展开效率提升50倍以上。同时也可获得对局部翻边区域翻边成形性的分析结果,帮助产品和工艺设计人员在设计阶段早期发现局部翻边工艺的潜在问题,避免将不合理的产品或工艺设计遗传到后续的设计和制造阶段。

与以往通过增量迭代方式试算修边线的方法相比,TUW具有以下鲜明的特点:

1)简单易学的向导式用户界面,无需用户具备有限元理论及经验。

2)与SIEMENSNX环境无缝集成,无需传统CAE软件中的数据导入/导出操作,从而避免了数据交换所造成的数据精度损失和模型修复工作。

3)可快速展开与输出三维修边线,并精确预测翻边区域的成形性,帮助设计人员发现翻边区域的设计缺陷。

2.模型准备

启动UGNX,打开文件选择对话框,找到目标文件并双击978-7-111-51093-2-Chapter05-85.jpg(打开)按钮,“导入文件”对话框如图5-61所示。

切换到UGNX的建模模块(Ctrl+M)。打开“图层设置”对话框(Ctrl+L),如图5-62所示,在工作图层输入框中输入“3”,回车,单击“关闭”按钮退出。

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图5-61 “导入文件”对话框

单击ExtractGeometry(抽取)978-7-111-51093-2-Chapter05-87.jpg按钮,如图5-63所示,打开“抽取”对话框。

设置“抽取”对话框,类型设为“面”(翻边面)并选择产品表面区域,如图5-64所示,单击“应用”按钮。

打开“图层设置”对话框(Ctrl+L),如图5-65所示,在工作图层中输入“4”,回车,单击“关闭”按钮退出。

单击Extract Geometry(抽取)978-7-111-51093-2-Chapter05-88.jpg按钮,如图5-66所示,打开“抽取”对话框。

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图5-62 “图层设置”对话框

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图5-63 “抽取”对话框

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图5-64 抽取面选取

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图5-65 “图层设置”对话框

设置抽取对话框,类型设为”面”(工艺补充面)并选择产品表面区域,如图5-67所示,单击图5-67中的“应用”按钮。

3.工程初始化

启动TUW模块,系统弹出“TUW设置”对话框,如图5-68所示。

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图5-66 “抽取”对话框

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图5-67 抽取面选取

单击“部件”按钮,弹出“类选择”对话框,如图5-69所示。

单击“图层过滤器”按钮,弹出“根据图层选择”对话框,如图5-70所示。

选择第3层,单击“确定”按钮退出,如图5-71所示。

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图5-68 “TUW设置”对话框

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图5-69 “类选择”对话框(一)

单击全选978-7-111-51093-2-Chapter05-97.jpg按钮,如图5-72所示。

单击“确定”按钮退出,回到图5-73所示“TUW设置”对话框。

单击“Addendum”按钮,弹出“类选择”对话框如图5-74所示。

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图5-70 “根据图层选择”对话框(一)

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图5-71 “类选择”对话框(二)

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图5-72 类选择显示操作

单击“图层过滤器”按钮,弹出“根据图层选择”对话框,如图5-75所示。

选择第4层,单击“确定”按钮退回到“类选择”对话框,单击全选978-7-111-51093-2-Chapter05-101.jpg按钮,如图5-76所示,单击“确定”按钮退出。

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图7-73 “TUW设置”对话框

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图5-74 “类选择”对话框(三)

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图5-75 “根据图层选择”对话框(二)

单击978-7-111-51093-2-Chapter05-105.jpg按钮(图5-73),生成工程模型如图5-77所示。

4.定义材料

单击“Material Lib”按钮(图5-73),弹出“材料库”对话框,如图5-78所示。选择材料名称为“B250P1”。

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图5-76 类选择显示操作

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图5-77 TUW模型生成

在“厚度”文本框中输入“1.2000”,回车确定,如图5-79所示。

5.定义翻边区域

单击“新建”按钮,新建翻边区域,如图5-80所示。

单击978-7-111-51093-2-Chapter05-108.jpg按钮(图5-80),弹出“类选择”对话框,如图5-81所示。选择翻边区域,如图5-82所示,单击“确定”按钮。

选择参考区域,如图5-83所示,单击“确定”按钮。

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图5-78 “材料库”对话框

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图5-79 材料厚度定义对话框

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图5-80 翻边区域选择

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图5-81 “类选择”对话框

单击978-7-111-51093-2-Chapter05-113.jpg按钮,确定翻边方向,选择“Auto_defined”选项,单击“关闭”按钮退出,如图5-84所示。

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图5-82 翻边区域选择

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图5-83 工艺补充面选择

6.网格剖分

单击978-7-111-51093-2-Chapter05-116.jpg按钮,如图5-85所示,弹出“网格”对话框,选择最小的圆角半径为5.0000。翻边区域最小圆角选取如图5-86所示,单击“确定”按钮退出。

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图5-84 翻边参数设置

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图5-85 “网格”对话框

单击978-7-111-51093-2-Chapter05-119.jpg按钮(图5-85),弹出信息提示框,如图5-87所示,单击“Yes”按钮退出。

7.网格偏置

单击978-7-111-51093-2-Chapter05-120.jpg按钮,如图5-88所示。弹出“MeshOffset”对话框,如图5-89所示。在类型下拉列表框中,可以选取偏置方向,单击978-7-111-51093-2-Chapter05-121.jpg按钮选取最小半径,如图5-90所示,单击“确定”按钮。

8.定义约束

单击978-7-111-51093-2-Chapter05-122.jpg按钮,弹出“边界约束”对话框,如图5-91所示。

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图5-86 翻边区域最小圆角选取

单击978-7-111-51093-2-Chapter05-124.jpg按钮,弹出“边界约束”对话框,如图5-92所示。

选取倒圆边界线,边界约束显示如图5-93所示。

单击“确定”按钮退出。

9.提交计算

单击978-7-111-51093-2-Chapter05-125.jpg按钮,弹出“计算”对话框,如图5-94所示,提交计算。

10.后处理(略)

11.设计结果的检测与校验

1)成形工序与工艺的设计,对板料成形的影响,及其成形的合理性。

2)任务工艺分析与设计。本任务的关键工艺环节在于对冲压成形坯料的设计、成形工艺的设计、成形工序的安排、成形参数的设置。

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图5-87 翻边区域网格划分信息提示

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图5-88 “翻边偏置设置”对话框

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图5-89 “翻边偏置参数设置”对话框

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图5-90 偏置方向显示

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图5-91 “边界约束”对话框(一)

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图5-92 “边界约束”对话框(二)

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图5-93 边界约束显示

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图5-94 “计算”对话框