鈑金成形的案例
設(shè)計仿真 | Simufact助力鈑金沖壓成形工藝缺陷分析
鈑金沖壓成形工藝在汽車、航空航天、重工、電子等行業(yè)中擔(dān)任著重要成形工藝角色，沖壓件的質(zhì)量問題不僅影響產(chǎn)品美觀，還會降低制件的結(jié)構(gòu)性能以及產(chǎn)品使用壽命，因此對沖壓件的質(zhì)量缺陷控制至關(guān)重要。
鈑金沖壓件成形過程中常見的質(zhì)量問題主要有起皺、開裂、回彈、塌陷等缺陷。以上問題占沖壓件質(zhì)量整改的85%以上，模具的反復(fù)修改、維修造成模具使用壽命降低，停機(jī)時間劇增，產(chǎn)品的返工甚至報廢導(dǎo)致的生產(chǎn)成本增加、生產(chǎn)周期增加。因此在鈑金沖壓工藝設(shè)計階段利用沖壓工藝仿真軟件可以對設(shè)計的工藝方案進(jìn)行虛擬試錯，從而減少或避免沖壓缺陷問題，有效的減少試錯次數(shù)、模具修模次數(shù)，減少試制時間周期，提升工藝開發(fā)效率。而且利用專業(yè)的鈑金沖壓工藝仿真可以對已經(jīng)存在沖壓缺陷問題的工藝進(jìn)行分析軟件虛擬試錯。
simufact
鈑金沖壓成形工藝解決方案
Simufact forming金屬塑性成形及熱處理工藝仿真軟件中，針對不同的工藝類型具有不同的向?qū)?。針?em>鈑金成形工藝Simufact forming具有專業(yè)的功能模塊，可以實現(xiàn)對冷熱沖壓、深沖、壓印成形、折彎、翻邊、精沖、沖裁、旋壓等工藝過程進(jìn)行模擬。在單一軟件界面可進(jìn)行多個工位多個道次的深沖分析。
展開 設(shè)計仿真 | Simufact助力鈑金沖壓成形工藝缺陷分析
鈑金沖壓成形工藝在汽車、航空航天、重工、電子等行業(yè)中擔(dān)任著重要成形工藝角色，沖壓件的質(zhì)量問題不僅影響產(chǎn)品美觀，還會降低制件的結(jié)構(gòu)性能以及產(chǎn)品使用壽命，因此對沖壓件的質(zhì)量缺陷控制至關(guān)重要。
鈑金沖壓件成形過程中常見的質(zhì)量問題主要有起皺、開裂、回彈、塌陷等缺陷。以上問題占沖壓件質(zhì)量整改的85%以上，模具的反復(fù)修改、維修造成模具使用壽命降低，停機(jī)時間劇增，產(chǎn)品的返工甚至報廢導(dǎo)致的生產(chǎn)成本增加、生產(chǎn)周期增加。因此在鈑金沖壓工藝設(shè)計階段利用沖壓工藝仿真軟件可以對設(shè)計的工藝方案進(jìn)行虛擬試錯，從而減少或避免沖壓缺陷問題，有效的減少試錯次數(shù)、模具修模次數(shù)，減少試制時間周期，提升工藝開發(fā)效率。而且利用專業(yè)的鈑金沖壓工藝仿真可以對已經(jīng)存在沖壓缺陷問題的工藝進(jìn)行分析軟件虛擬試錯。
simufact
鈑金沖壓成形工藝解決方案
Simufact forming金屬塑性成形及熱處理工藝仿真軟件中，針對不同的工藝類型具有不同的向?qū)Аａ槍?em>鈑金成形工藝Simufact forming具有專業(yè)的功能模塊，可以實現(xiàn)對冷熱沖壓、深沖、壓印成形、折彎、翻邊、精沖、沖裁、旋壓等工藝過程進(jìn)行模擬。在單一軟件界面可進(jìn)行多個工位多個道次的深沖分析。
展開 FTI鈑金成形性分析
鈑金成形性分析與鈑金設(shè)計軟件FTI簡介
FTI 是一套物超所值、界面親和的軟件解決方案，能在數(shù)分鐘內(nèi)幫您完成鈑金成形工藝性及毛坯展開形狀的預(yù)測分析。
FTI 是那些需要對零件的幾何形狀和設(shè)計開發(fā)的可行性與成本給出快速評估的用戶的理想工具。它可快速確定成形工藝性問題，同時可僅僅依*幾何形狀精確地計算出復(fù)雜形狀沖壓件的毛坯展開尺寸。
通過快速修改形狀、材料和工藝條件，用戶能對零件或設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化處理。分析結(jié)果會將哪些地方可能發(fā)生起皺或破裂隨同預(yù)測出的坯料形狀顯示出來。
<- 預(yù)測成形工藝性的關(guān)鍵：褶皺、拉薄和破裂等
<-生成精確的展開毛坯以供報價和模具設(shè)計
快速解決方案
以友好的使用界面進(jìn)行網(wǎng)格化處理, 工件導(dǎo)向以及壓邊力和材料的選擇，能使用戶在短時間內(nèi)完成分析工作。在數(shù)分鐘內(nèi)使用 FTI 完成工業(yè)基準(zhǔn)確定的快速分析。
除了快速與精確性以外，F(xiàn)TI 還提供了必要的處理和可視化工具來測定對零件和設(shè)計方案的改進(jìn)是否必要。
為何要用FTI
物超所值
FTI 是一套非常經(jīng)濟(jì)實惠的解決方案，用以在設(shè)計階段鑒別出問題的存在，貫穿于整個項目的生命周期，可為您省下數(shù)千美圓。FTI 能預(yù)先評估零件的可行性，在報價和制造階段降低風(fēng)險和成本。
準(zhǔn)確和省時
FTI 能提供精確的毛坯展開形狀，在報價之前為用戶提供更理想的選材建議。
FTI 能在十分鐘內(nèi)確定一個零件的形狀或設(shè)計方案的可行性。
易上手
FTI 是一種易于使用的程序，完全適合于設(shè)計工程師、項目工程師以及模具技師等，而無須具備FEA（有限元分析）的專業(yè)經(jīng)驗。
FTI 是以簡單易用的理念來設(shè)計的。明快的圖標(biāo)和功能強(qiáng)大的可視化工具使得軟件更易使用。簡潔的軟件界面已將繁雜的操作扔到模擬分析以外。
展開 簡單易學(xué)的鈑金成形性分析和鈑金設(shè)計軟件Fastform 解決方案簡介
FASTFORM 是一套物超所值、界面親和的軟件解決方案，能在數(shù)分鐘內(nèi)幫您完成鈑金成形工藝性及毛坯展開形狀的預(yù)測分析。
詳細(xì)介紹:
http://www.caenet.cn/Product/Product.aspx?SoftwareID=42
『轉(zhuǎn)貼』在設(shè)計、制造鈑金沖壓成形零件中采用虛擬沖壓－－板料成形模擬技術(shù)
汽車鈑金件的生產(chǎn)主要依靠模具來完成。在車型設(shè)計 模具設(shè)計、制造與調(diào)試
投產(chǎn)的整個周期中，模具設(shè)計制造與調(diào)試約占2/3的時間，成為制約汽車改型換代的主要因素。這是因為板料沖壓成形過程是一個非常復(fù)雜的塑性成形過程，許多因素都直接或間接地影響著成形的結(jié)果。經(jīng)典的板料成形理論只能對如彎曲件、杯形件等簡單鈑金件的成形過程進(jìn)行分析。對于如汽車覆蓋件那樣形狀復(fù)雜的鈑金件就顯得無能無力。這使得汽車模具的設(shè)計迄今仍主要憑借設(shè)計員的經(jīng)驗和類比進(jìn)行。由于缺乏較準(zhǔn)確可靠的定量分析與計算，致使設(shè)計制造出來的模具必須經(jīng)過反復(fù)試壓修改，有時甚至修改原產(chǎn)品的設(shè)計，報廢重制模具后，才能沖出合格制件。這一過程導(dǎo)致了人、財、物、時間的巨大浪費。為改變這種傳統(tǒng)的經(jīng)驗與試錯方法不適應(yīng)汽車工業(yè)發(fā)展的狀況，人們設(shè)想在模具投入制造前，能否在計算機(jī)上模擬沖壓成形過程，即在虛擬環(huán)境下對所設(shè)計的模具進(jìn)行分析。如果可行，再投入制造。如果不行，再修改模具設(shè)計，甚至修改原產(chǎn)品的設(shè)計重新設(shè)計模具，重進(jìn)行模擬分析，直至可行再投入模具制造。這樣可以避免用實際制造出來的模具進(jìn)行調(diào)試所帶來的巨大浪費。這項工作又稱為板料成形的計算機(jī)輔助工程分析(CAE)。
1、板料成形模擬技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
在汽車工業(yè)發(fā)展需要的牽動下，國外汽車廠商紛紛投入巨資開展該項研究工作。隨著有限元技術(shù)的發(fā)展及計算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼開發(fā)出一些用于鈑金件成形過程分析的成形模擬商品軟件，應(yīng)用較廣的著名軟件有：
（1）美國Lawrence
Livemore國家材料實驗室Hallquist教授主持開發(fā)的LS-DYNA3D軟件。DYNA3D是它的早期版本。（2）法國ESI公司的PAM-STAMP軟件。
展開 如何利用Fastform正確模擬鈑金拉深件的成形
本文利用Fastform軟件正確模擬了鈑金拉深件的成形，并介紹了Fastform軟件的優(yōu)點及應(yīng)用特點，希望塑性成形模擬仿真軟件的出現(xiàn)可以為工程師提供較大的幫助。
拉深是利用拉深模在壓力機(jī)的壓力作用下，將平板毛坯制成各種形狀的開口空心件的沖壓工序，拉深又稱拉延、拉伸或引伸等。
由于用拉深方法制造薄壁空心件的生產(chǎn)效率高，材料消耗小，零件的強(qiáng)度和剛度高，而且加工精度也較高，因此，拉深件在航空、汽車、儀表、輕工及民用產(chǎn)品中均得到了廣泛應(yīng)用。用拉深工藝可以制成筒形、階梯形、球形、錐形及拋物線形等旋轉(zhuǎn)體零件，也可制成方盒形等非旋轉(zhuǎn)體零件，若將拉深與其他成形工藝（如脹形、翻邊等）復(fù)合，則可加工出形狀非常復(fù)雜的零件，如汽車車門等。由此可見，拉深的應(yīng)用范圍非常廣，是冷沖壓的基本工序之一。
在拉深成形過程中，材料的塑性變形規(guī)律、模具與工件之間的摩擦現(xiàn)象、材料中溫度和微觀組織的變化及其對制件質(zhì)量的影響等，都是十分復(fù)雜的問題。這使得塑性成形工藝和模具設(shè)計缺乏系統(tǒng)的、精確的理論分析手段，而主要依靠工程師長期積累的經(jīng)驗，對于復(fù)雜的成形工藝和模具，設(shè)計質(zhì)量難以保證。另外，一些關(guān)鍵參數(shù)要在模具設(shè)計制造后，通過反復(fù)地調(diào)試和修改才能確定，浪費了大量的人力、物力和時間。
隨著計算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展，塑性成形模擬仿真軟件的大量出現(xiàn)為工程師提供了很大的幫助，F(xiàn)astform就是其中之一，它具有分析速度快、操作界面友好及分析結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點。本文以Fastform為例介紹了如何使用分析軟件對鈑金塑性成形進(jìn)行仿真分析。
Fastform可以讀入IGES、STEP、FTI/FPO、LIN、Nastran或VDAFS文件，如圖1所示。
展開 如何利用Fastform正確模擬鈑金拉深件的成形
本文利用Fastform軟件正確模擬了鈑金拉深件的成形，并介紹了Fastform軟件的優(yōu)點及應(yīng)用特點，希望塑性成形模擬仿真軟件的出現(xiàn)可以為工程師提供較大的幫助。
拉深是利用拉深模在壓力機(jī)的壓力作用下，將平板毛坯制成各種形狀的開口空心件的沖壓工序，拉深又稱拉延、拉伸或引伸等。
由于用拉深方法制造薄壁空心件的生產(chǎn)效率高，材料消耗小，零件的強(qiáng)度和剛度高，而且加工精度也較高，因此，拉深件在航空、汽車、儀表、輕工及民用產(chǎn)品中均得到了廣泛應(yīng)用。用拉深工藝可以制成筒形、階梯形、球形、錐形及拋物線形等旋轉(zhuǎn)體零件，也可制成方盒形等非旋轉(zhuǎn)體零件，若將拉深與其他成形工藝（如脹形、翻邊等）復(fù)合，則可加工出形狀非常復(fù)雜的零件，如汽車車門等。由此可見，拉深的應(yīng)用范圍非常廣，是冷沖壓的基本工序之一。
在拉深成形過程中，材料的塑性變形規(guī)律、模具與工件之間的摩擦現(xiàn)象、材料中溫度和微觀組織的變化及其對制件質(zhì)量的影響等，都是十分復(fù)雜的問題。這使得塑性成形工藝和模具設(shè)計缺乏系統(tǒng)的、精確的理論分析手段，而主要依靠工程師長期積累的經(jīng)驗，對于復(fù)雜的成形工藝和模具，設(shè)計質(zhì)量難以保證。另外，一些關(guān)鍵參數(shù)要在模具設(shè)計制造后，通過反復(fù)地調(diào)試和修改才能確定，浪費了大量的人力、物力和時間。
隨著計算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展，塑性成形模擬仿真軟件的大量出現(xiàn)為工程師提供了很大的幫助，F(xiàn)astform就是其中之一，它具有分析速度快、操作界面友好及分析結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點。本文以Fastform為例介紹了如何使用分析軟件對鈑金塑性成形進(jìn)行仿真分析。
Fastform可以讀入IGES、STEP、FTI/FPO、LIN、Nastran或VDAFS文件，如圖1所示。
展開 在設(shè)計、制造鈑金沖壓成形零件中采用虛擬沖壓
在設(shè)計、制造鈑金沖壓成形零件中采用虛擬沖壓
—－－板料成形模擬技術(shù)
0、引言
鈑金件即由金屬板料制成的零件，在飛機(jī)中約占零件總數(shù)的1/2, 在卡車中超過總重量的1/2,在轎車中達(dá)3/4，在其它行業(yè)也有較多的應(yīng)用。鈑金件的生產(chǎn)與應(yīng)用，特別是汽車工業(yè)的發(fā)展,是一個國家工業(yè)化程度的標(biāo)志。自改革開放以來，我國汽車工業(yè)已發(fā)生了巨大變化，汽車年產(chǎn)量從1978年的15萬輛躍增到1997年的157萬輛。汽車工業(yè)已成為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。但是與世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,我國全國一年的產(chǎn)量還不及一個國外大汽車公司的年產(chǎn)量。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的提高,汽車將有一個很大的需求市場。國外多家汽車廠商已瞄準(zhǔn)了我國這一市場。一俟我國加入世界貿(mào)易組織（WTO）,我國的國內(nèi)市場將成為國際市場的一部分。屆時關(guān)稅降低,國內(nèi)汽車市場將面臨進(jìn)口車涌入的沖擊。即使我們能獲得有限的保護(hù)期，這一天也會很快到來。據(jù)5月27日《信息時報》報道，我國轎車工業(yè)在未來兩三年內(nèi)很可能再次下調(diào)20%，降至60-80%,以適應(yīng)總體關(guān)稅水平到2000年降到15%的要求。這表明今后我國汽車工業(yè)指望得到關(guān)稅保護(hù)的力度將會越來越小。
世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家汽車廠商為占有市場,幾乎每年都有款式新穎、質(zhì)量優(yōu)良、性能先進(jìn)、裝飾舒適的新車型面市。除規(guī)模效益外，競爭取勝，要靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，大力縮短改型換代的周期。
汽車鈑金件的生產(chǎn)主要依靠模具來完成。在車型設(shè)計 模具設(shè)計、制造與調(diào)試投產(chǎn)的整個周期中，模具設(shè)計制造與調(diào)試約占2/3的時間，成為制約汽車改型換代的主要因素。這是因為板料沖壓成形過程是一個非常復(fù)雜的塑性成形過程，許多因素都直接或間接地影響著成形的結(jié)果。
展開 Abaqus鈑金多次沖壓成形
5、結(jié)果
鈑金件成形過程視頻可見在附件中查看；
鈑金件成形的Misess應(yīng)力云圖和PEEQ等效塑性應(yīng)變云圖如下圖所示：
圖6 Misess應(yīng)力云圖
圖7 PEEQ等效塑性應(yīng)變云圖
6、計算說明
CPU：Intel(R) Core(TM) i5-10200H CPU @ 2.40GHz 2.40 GHz；
RAM：24.0 GB (23.8 GB 可用)；
計算時間：2.5min。
附件.rar
鈑金成形工藝性研究及應(yīng)用
——節(jié)選自《鈑金與制作》2018年第10期
基于AutoForm的汽車頂蓋沖壓回彈補(bǔ)償研究 附AutoForm鈑金沖壓成形分析從入門到精通下載
下載地址：AutoForm鈑金沖壓成形分析從入門到精通
ABAQUS在沖壓成形有限元模擬中的應(yīng)用
圖9 蒙拉成型的ABAQUS模擬示意圖
圖10 模具應(yīng)力的變化曲線
4.橡皮囊成形及鈑金成形
橡皮囊成形及鈑金成形如圖11、圖12、圖13所示。
圖11 橡皮囊及鈑金成形的示意圖
圖12 第一步成型示意圖
圖13 第二步成型示意圖
5.彎管成形
彎管成形如圖14所示。
圖14 彎管成型ABAQUS模擬示意圖
6.圓錐管成形
圓錐管成形如圖15所示。
圖15 圓錐管成型的ABAQUS模擬示意圖
四、結(jié)論
以上實例的模擬都是在ABAQUS平臺下進(jìn)行的。結(jié)果表明，采用ABAQUS處理加工成型過程中所涉及到的非線性力學(xué)問題，能夠得到比較令人滿意的結(jié)果。此外，ABAQUS還提供了種類豐富的用戶子程序接口，用戶可以根據(jù)需要編寫特殊的本構(gòu)關(guān)系曲線、復(fù)雜的載荷和邊界條件以及靈活多樣的用戶單元等，這些功能目前在研究領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域中都取得了廣泛地應(yīng)用
展開 如何使用 COMSOL 模擬殘余應(yīng)力
鈑金成型仿真。
當(dāng)結(jié)構(gòu)承受其他力學(xué)載荷時，殘余應(yīng)力的疊加會降低結(jié)構(gòu)的可靠性，甚至?xí)斐刹豢赡娴膿p傷。因此，必須盡可能地釋放殘余應(yīng)力或?qū)ζ溥M(jìn)行管理，使結(jié)構(gòu)能夠承受可能施加的外部載荷。下圖顯示了杯型件拉深工藝后彎曲區(qū)域周圍殘留的Hill有效殘余應(yīng)力。
結(jié)論和拓展閱讀
今天，我們研究了結(jié)構(gòu)力學(xué)中的殘余應(yīng)力。首先，我們介紹了一個傳統(tǒng)的定義，并將它應(yīng)用在一個彎曲的梁示例中。然后使用 COMSOL Multiphysics 模擬這個彎曲的梁示例，并將結(jié)果與梁理論的解析解進(jìn)行了比較。最后，我們探討了鈑金成形案例模型中殘余應(yīng)力的重要性。我們看到，任何力學(xué)過程都會引起殘余應(yīng)力，必須特別注意適當(dāng)?shù)蒯尫潘鼈儯蛘咧辽僖_保它們不會造成任何損傷。
本文內(nèi)容來自 COMSOL 博客，
展開 solidworks鈑金的成形工具怎么做
新建一個零件，按零件特征（圖中紅框）做，這里以做一個三角形翻孔的成形工具為例，零件特征的具體步驟及尺寸就不多說了
做好零件后，用鼠標(biāo)左鍵單擊頂端“鈑金”（圖中紅框）菜單欄中的“成形工具”（圖中紅色箭頭所指）
也可以點擊頂端的“插入”（圖中紅色箭頭所指）——“鈑金”（圖中藍(lán)色箭頭所指）——“成形工具”（圖中綠色箭頭所指）
設(shè)置“停止面”（圖中紅框）為大的平面（圖中紅色箭頭所指），設(shè)置“要移除的面”（圖中藍(lán)框）為三角體的端面（圖中藍(lán)色箭頭所指）
“停止面”表示壓形至哪個位置為止
“要移除的面”表示那些面是不保留的，如果不選任何面，則最終壓出來的是一個凹坑
完成設(shè)置后，點擊確認(rèn)，則可見所做的零件多了幾種顏色（綠色代表停止面，黃色代表成形面，紅色代表移除面），并且特征欄出現(xiàn)了“成形工具”（圖中紅色箭頭所指），表示制作成形工具成功
要將制作好的成形工具加入到成形工具庫里，鼠標(biāo)右鍵單擊零件名稱（圖中紅色箭頭所指），在彈出的菜單中點擊“添加到庫”（圖中藍(lán)色箭頭所指）
對壓形工具起名（圖中紅框）（可以與零件名稱不同），并放到成形工具文件夾（圖中藍(lán)色箭頭所指）的某個次級文件夾內(nèi)（圖中紅色箭頭所指）
打開一個鈑金零件，準(zhǔn)備加上剛才制作的“三角壓形”工具
點擊屏幕右側(cè)導(dǎo)航中的“設(shè)計庫”（圖中紅色箭頭所指），找到剛才存放的目錄（圖中藍(lán)框），對著“三角壓形”（圖中藍(lán)色箭頭所指）按住鼠標(biāo)左鍵，并往鈑金零件方向拖動
放置于鈑金零件中的任意位置，則出現(xiàn)了“放置成形特征”對話框，點擊“完成”（圖中紅色箭頭所指）
則鈑金零件上出現(xiàn)了一個三角的壓形
可以對“三角壓形”特征的草圖（圖中紅色箭頭所指）進(jìn)行編輯，確定壓形的位置尺寸
展開 鈑金的折彎成形（Press Braking)
步驟1：將準(zhǔn)備好的鈑金件放置于硬質(zhì)模具上
步驟2：沖頭由液壓缸驅(qū)動，向下壓迫鈑金件折彎成型，每一次折彎只需要幾秒鐘，全程由電腦控制
鈑金折彎的形狀由沖頭型號和硬質(zhì)模具型號決定，分為標(biāo)準(zhǔn)模具和非標(biāo)模具
實例1：鈑金折彎的制作（圖+視頻）
實例2：其他鈑金折彎成型的金屬產(chǎn)品
來源：世界先進(jìn)制造技術(shù)論壇
