板料沖壓
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-23
板料沖壓的視頻教程
ANSYS ls-dyna 視頻教程
課程目錄 1、板料沖壓及回彈分析 1.1定義單元類型、實常數、材料模型 1.2創建幾何實體模型 1.3定義接觸 1.4定義約束 1.5施加載荷 1.6求解控制與求解 1.7觀察分析結果 1.8命令流實現 2、鳥撞發動機模擬 2.1 進行隱式求解 2.2隱式求解的命令流實現 2.3為進行顯式求解改變作業名 2.4改變單元類型、材料模型、實常數 2.5移走額外約束 2.6
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板料沖壓的實例教程
在設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
內容提要：介紹在設計、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的意義與必要性、該技術在國內外的發展現狀、我們在該項技術上取得的研究進展，探討該技術在我國的實現途徑。
作者: 施法中 (北京航空航天大學) 黃迪民 (中國第一汽車集團公司) 陳中奎 徐丙坤 宋靖宇(北京航空航天大學)
0、引言
鈑金件即由金屬板料制成的零件，在飛機中約占零件總數的1/2, 在卡車中超過總重量的1/2,
在轎車中達3/4，在其它行業也有較多的應用。鈑金件的生產與應用，特別是汽車工業的發展,是一個國家工業化程度的標志。自改革開放以來，我國汽車工業已發生了巨大變化，汽車年產量從1978年的15萬輛躍增到1997年的157萬輛。汽車工業已成為我國國民經濟的支柱產業。但是與世界工業發達國家相比,我國全國一年的產量還不及一個國外大汽車公司的年產量。隨著我國經濟的發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了我國這一市場。一俟我國加入世界貿易組織（WTO）,我國的國內市場將成為國際市場的一部分。屆時關稅降低,國內汽車市場將面臨進口車涌入的沖擊。即使我們能獲得有限的保護期，這一天也會很快到來。據5月27日《信息時報》報道，我國轎車工業在未來兩三年內很可能再次下調20%，降至60-80%,以適應總體關稅水平到2000年降到15%的要求。這表明今后我國汽車工業指望得到關稅保護的力度將會越來越小。
世界工業發達國家汽車廠商為占有市場,幾乎每年都有款式新穎、質量優良、性能先進、裝飾舒適的新車型面市。除規模效益外，競爭取勝，要靠先進的科學技術，大力縮短改型換代的周期。
展開 今天回歸，要給大家分享一個板料沖壓成型的案例，模型如圖1所示（1/4對稱模型）。下面詳解每個步驟的設置。
目標：學會材料彈塑性屬性設置，載荷施加。
幾何模型：本案例由四個部分組成，一個是成型板料，一個壓料板，一個為成型模具，還有一個壓頭。除了成型板料，其余均設置為剛體。
材料：定義了彈塑性材料steel，彈性模量210000，泊松比0.3，添加塑性參數，91MPa為屈服強度，如圖2所示，建立厚度1.2mm的Homogeneous shell截面屬性并賦予給成型件。
圖2材料屬性
分析步設置：創建explicit dynamic分析步，并將模擬時長改為0.1，其它保持默認。
圖3 分析步設置
相互作用設置：在Interaction模塊，建立摩擦系數為0.1的接觸屬性，并建立顯示通用接觸。
圖4 接觸設置
載荷及邊界條件：共設置了四個邊界條件，兩個對稱約束，三是將模具固定，四是沖頭向下的位移載荷，沖壓距離191.3。其次，給壓料板施加150000N的壓料力。
圖5 邊界條件
網格劃分模塊：板料選用S4R單元類型，單元尺寸12. 劃分網格后，可以建立job，提交分析。求解后，圖6是模型的應力分布云圖！沖壓分析的結果主要看板料的應力分布，厚度分布，是否會產生局部破裂褶皺等問題，在此不再細述。
6 應力分布云圖
展開 五金沖壓板料沖壓成形性能的好壞關系著生產出來的沖壓件成型質量，在選用板料進行加工生產時，應確保板料具有好的沖壓成形性能。
板料沖壓CAE在汽車覆蓋件拉延模設計中的應用
作者：李再參 來源：《CAD/CAM與制造業信息化》
速生成壓料面及工藝補充面；
◇ QUIKSTAMP：用于快速評估成型模具；
◇ AUTOSTAMP：用于精確評估成型模具。
各功能模塊在模具開發中的應用流程如圖1所示。
圖1 PAM-STAMP 2G的應用流程
在汽車覆蓋件的拉延模設計中，合理設計工藝壓料面和工藝補充及壓延筋可以在很大程度上避免起皺、拉裂以及拉伸不足等制造缺陷。利用PAM-STAMP可以建立多個方案進行計算，優選出或優化得到較為滿意的模面和壓延筋，作為模具設計的參考和依據。而使用AUTOSTAMP中的展平(Flattening)功能得到的板材優化曲線，可以用來作為壓料面的外邊界參考。對于拉延模設計來說，有了模面和拉延筋，其余的就只是常規的結構設計了。
二、實例
1.產品形狀和特點
產品形狀和特點如圖2所示，該件屬于汽車外表面件，搭接面較多，表面質量要求高，不允許有波紋、皺紋、破裂等影響產品質量的缺陷。該件形狀不規則，長485mm，深150mm，高380mm。該產品的另一個主要特點為左右件，且左右件完全對稱。根據該件的特點，沖壓方案定為一模雙件，工藝為拉延、修邊沖孔、整形修邊切開和翻邊。
圖2 左/右前圍側板產品圖
圖3 DIEMAKER生成的沖壓模型
2.對零件拉延工序進行有限元模擬分析
（1）直接導入零件的.igs文件，劃分網格并進入DIEMAKER模塊，隱藏法蘭邊，以沖壓深度自動判斷沖壓方向，建立對稱面和壓料面，設定沖壓撥模斜度為5°，入料圓角10mm，建立工藝補充面，并建立整圈壓延筋（如圖3所示），轉入QUICKSTAMP模塊進入快速評估。
展開 模型分享002——橡膠軟膜金屬板材微成型 ￥6.6
背景介紹：
金屬板材的成型性能是指板材對沖壓成型工藝的適應 能力。板材成型性能的好壞會直接影響到沖壓工藝過程、生產率、產品質量和生產成本。板料的沖壓成型性能好，對沖壓成型方法的適應性就強，就可以采用簡便工藝，高生產率設備，生產出優質低成本的沖壓零件。
沖壓成型是指靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和 型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所 需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的加工成型方法。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。全世界 的鋼材中，有60%～70%是板材，其中大部分經過沖壓 制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活 器皿等產品中，也有大量沖壓件。
對沖壓成型件來說，不產生破裂是基本前提，同時對它的表面質量和形狀尺寸精度也有一定要求，故板料沖壓成型性應包括:抗破裂性、貼模性和形狀凍結性能等幾個方面。所謂沖壓成型就是板材可成型能力的總稱，或者叫做廣義的沖壓成型性能。廣義成型性能中的抗破裂性能，可視為狹義的沖壓成型性能。板料在成型過程中，一方面是由于起皺、塌陷和鼓包等缺陷而不能與模具完全貼合;另一方面因為回彈，造成零件脫模后較大的形狀和尺寸誤差。通常將板材沖壓成型中取得與模具形狀一致的能力，稱為貼模性;而把零件脫模后保持其既得形狀和尺寸的能力，稱為形狀凍結性。通常把材料開始出現破裂時的極限變形程度作為板料沖壓成型性能的判定尺度。目前對抗破裂性的研究已取得了不少成果。根據把沖壓成型基本工序依其變形區應力應變的特點分為伸長類(拉伸類)與壓縮類兩個基本類別的理論，可以把這種沖壓成型的分類與沖壓成型性能的分類建立對應關系。板料沖壓成型的試驗方法有多種，概括起來分為直接試驗和間接試驗兩類。
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時間：15:30-16:30
主題簡介：在金屬板料沖壓成形過程中，材料性能波動、工藝參數離散性以及復雜成形路徑，都會顯著影響零件質量與工藝穩定性。
deform模擬，坯料是板材，沖壓成型方式，凹模是從動輪設計，凸模在下行時，凹模旋轉運動，滾動的形式進行折彎成型
會議將特邀從事高性能金屬板料熱沖壓技術研究與應用的專家做特邀報告外，還將邀請汽車行業專家、工業互聯網專家和數字化裝備的專家做行業特邀報告。歡迎海內外從事、關心熱成形產業的各界人士報名與會！大會邀請函請致電組委會索取。
在熱沖壓成形中板料初始溫度、模具初始溫度、壓邊力和沖壓速度等工藝參數對零件成形質量有較大影響[9,10],因此，對熱沖壓成形工藝參數優化具有十分重要的意義。本文以某汽車B柱內板為例，運用Dynaform軟件對熱沖壓成形中的板料初始溫度、模具初始溫度、壓邊力和沖壓速度進行優化，獲得最優工藝參數，并完成模擬分析。
這種概念，非常適合機械中的連續制造過程，例如板料沖壓，鍛造等。雖然在ANSYS中也有分析步的概念，但是筆者接觸ANSYS多年，很多時候都會忘記這個概念，如果涉及到對于一個幾何模型的先后操作，則主要是通過在各個分析系統中建立關系而得到的。例如，在靜力學分析完畢后進行模態分析，可以通過先后兩次分析得到。
沖壓加工的對象都是板料，故又稱為板料沖壓，板料沖壓主要由下列工序組成:
分離工序（沖裁工序)：毛坯或零件的一部分與另一部分分離。包括剪切、落料、修邊、沖裁、沖孔和切口等。
成形工序：毛坯或零件改變形狀的工序，包括拉深、彎曲、脹形、縮口、刻印、起伏成形、翻邊、局部擠壓、熨薄和整形等。
另外,目前通用的解決板料沖壓回彈的工藝措施做法有如下面幾點:
1、校正彎曲
校正彎曲力將使沖壓力集中在彎曲變形區，迫使內層金屬受擠壓，被校正后，內外層都被伸長，卸載后擠壓兩區的回彈趨勢相抵可以減小回彈。
2、熱處理
在彎曲前進行退火，降低其硬度和屈服應力可減小回彈，同時也降低了彎曲力，彎曲后再淬硬。
滑塊運動曲線可根據不同生產工藝和模具要求(如沖裁、拉伸、板料擠壓和級進模沖壓等)進行在線優化設置，可設計特殊的工作特性曲線，進行高難度、高精度加工，實現滑塊“自由運動”。
2、效率高。可以在較大范圍內設定滑塊行程次數，滑塊速度和行程調節方便，能根據成形工藝，滑塊可在最小行程工作，借助多工位技術和自動送料技術，大大提高生產效率。
3、精度高。
裸板熱成形門環板料由于表面無鋁硅鍍層，摩擦系數加大，零件沖壓易在減薄率大的位置出現開裂，此外裸板門環板料沖壓還存在粘模現象，容易出現出件困難導致沖壓不連續。熱成形件只開一序成形模，沖孔和修邊是通過激光切割實現的，一體式門環也同樣如此，由于需要切割的地方特別多，所以激光切割的產能很重要，在零件開發前要進行充分評估。
目前，金屬板料沖壓成形過程中回彈的控制方法主要有2種：一種是沖壓工藝控制法，通過調節工藝補充、拉深筋系數、壓邊力等，使材料的塑性變形更充分，應力分布更均勻，但該方法對回彈的調節量級有限，只能一定程度上減少回彈；另一種是型面補償法，通過模具零件型面重構，使成形過程中板料發生過度變形，在力卸載回彈后使零件達到產品的尺寸要求，該方法要保證重構的型面達到A級曲面要求。
