彎曲成型的案例
U形件彎曲成型模具的優(yōu)化設(shè)計
田建忠
太原機車車輛配件廠
《金屬加工（冷加工）》2018年收錄
一、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
零件為U形彎曲成型件，結(jié)構(gòu)簡單，左右呈對稱狀態(tài)，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。材質(zhì)為Q235-A，板材厚度t＝4mm，圖中兩處公差要求，采用模具成型制造可以滿足精度要求。根據(jù)零件彎曲成型的工藝性要求，允許的最小彎曲半徑rmin＝0.5t＝2mm，而零件實際的彎曲半徑為r＝5mm＞2mm，所以彎曲時根部圓角處不會拉裂，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較好的彎曲成型性能，零件的成型相對容易實現(xiàn)。
圖1 U形件結(jié)構(gòu)
U形件成型后的三維結(jié)構(gòu)效果如圖2所示。
圖2 U形件三維結(jié)構(gòu)效果圖
二、U形件彎曲成型模具設(shè)計
1、零件展開尺寸的確定
根據(jù)U形件結(jié)構(gòu)圖要求及中性層展開的原理，畫出U形件展開結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示。U形件展開料片需采用單工位一次落料模具預(yù)先制成，為彎曲成型工序做好準備。
圖3 U形件展開結(jié)構(gòu)
2、壓力機公稱壓力的確定
零件彎曲成型前，應(yīng)先計算出彎曲力的大小，彎曲力的大小與毛坯尺寸、原材料的力學(xué)性能、模具結(jié)構(gòu)和彎曲半徑等因素有關(guān)，按照以下經(jīng)驗公式進行計算：
F彎＝0.7Kbt2бb／r＋t＝0.7×1.3×22.5×42×343／5＋4＝22477.36（N）。
展開 用子模型分析彎曲成型過程
壓頭繞旋轉(zhuǎn)點逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)31度，使坯料彎曲成型，然后卸載（壓頭繞旋轉(zhuǎn)點順時針轉(zhuǎn)回21度），各接觸面潤滑良好，可認為無摩擦。壓膜和壓頭看成剛體，坯料的彈性模量為2.1e5N/mm2,泊松比μ為0.3。其塑形數(shù)據(jù)如表所示。要求模擬加載成形和卸載過程。
用子模型分析彎曲成型過程.pdf
Abaqus 鈑金彎曲成型 ￥5
Abaqus 鈑金彎曲成型，沖壓，自做模型，內(nèi)附操作視頻，cae,inp文件
二維沖壓彎曲過程的成型分析和回彈分析
二維沖壓彎曲過程的成型分析和回彈分析
ABAQUS中關(guān)于U形彎曲件成型的保壓時間、保壓壓力與冷卻速率的設(shè)置問題
請教論壇中各位前輩，我做畢設(shè)時候用ABAQUS模擬高強鋼的熱沖壓過程，分析冷卻條件對其成型質(zhì)量的影響，里面需要設(shè)置多組保壓時間、保壓壓力、冷卻速率的參數(shù)，請問在哪里設(shè)置？同時，我在網(wǎng)格劃分時，因為沒有數(shù)據(jù)參考范圍，所以網(wǎng)格劃分不太合適，運算時間太長，怎么知道一個合理的范圍呢？
謝謝您的回復(fù)。
鈑金的折彎成形（Press Braking)
鈑金的折彎成型：金屬板材的彎曲和成型是在彎板機上進行的，將要成型的板材放置在彎板機上，用升降杠桿將制動片提起，工件滑動到適當(dāng)?shù)奈恢?，然后將制動片降低到?em>成型的板材上，通過對彎板機上的彎曲杠桿施力而實現(xiàn)金屬的彎曲成型
工藝成本：標準模具費用（無），單件費用（低-中）
典型產(chǎn)品：消費電子產(chǎn)品，包裝，交通工具，建筑金屬件等
產(chǎn)量適合：適合批量生產(chǎn)（不超過5000件），也可以單件定制
質(zhì)量：折彎精度高，誤差在0.1mm左右（0.004in)
速度：每分鐘可進行6次折彎，不過彎板機初始配置時會花較長的時間
適用材料
幾乎適合所有金屬材料，最常用材料為：鋼，鋁，銅和鈦等延展性較好的金屬板材
設(shè)計考慮因素
1.單件折彎長度最長可達16m（52ft)
2.金屬折彎的路徑只能是直線
3.可延展材料的折彎內(nèi)側(cè)圓角半徑是板材厚度的1倍，硬材料的折彎內(nèi)側(cè)圓角半徑是板材厚度的3倍
4.如果金屬板材沒有經(jīng)過熱處理，折彎的厚度最厚可達50mm(2in)
工藝過程詳
沖頭由液壓缸驅(qū)動（提供豎直的壓力），而壓力大小由4個因素決定：折彎長度，板材厚度，延展力和折彎半徑。
展開 關(guān)于鈑金折彎成型技術(shù)的12大問題
屬板材的彎曲和成型是在彎板機上進行的，將要成型的工件放置在彎板機上，用升降杠桿將制動蹄片提起，工件滑動到適當(dāng)?shù)奈恢?，然后將制動蹄片降低到?em>成型的 工件上，通過對彎板機上的彎曲杠桿施力而實現(xiàn)金屬的彎曲成型。最小折彎半徑是成型金屬的延展性和厚度的函數(shù)。對于鋁板來說，金屬的折彎半徑要大于板材的厚 度。折彎時，由于有一定的回彈，金屬折彎的角度要比要求的角度稍大一些。金屬板材的折彎是在金屬加工車間進行的。
鈑金加工只是對金屬材料進行折彎、壓鉚、焊接等一系列處理的工藝。下面針對鈑金加工中折彎工藝來講述一下過程中可能遇到的問題和解決辦法。
問題一：折彎邊不平直,尺寸不穩(wěn)定
原因：
1、設(shè)計工藝沒有安排壓線或預(yù)折彎
2、材料壓料力不夠
3、凸凹模圓角磨損不對稱或折彎受力不均勻
4、高度尺寸太小
解決辦法：
1、設(shè)計壓線或預(yù)折彎工藝
2、增加壓料力
3、凸凹模間隙均勻、圓角拋光
4、高度尺寸不能小于最小極限尺寸
問題二：工件折彎后外表面擦傷
原因：
1、原材料表面不光滑
2、凸模彎曲半徑太小
3、彎曲間隙太小
解決辦法：
1、提高凸凹模的光潔度
2、增大凸模彎曲半徑
3、調(diào)整彎曲間隙
問題三：彎曲角有裂縫
原因：
1、彎曲內(nèi)半徑太小
2、材料紋向與彎曲線平行
3、毛坯的毛刺一面向外
4、金屬可塑性差
解決辦法：
1、加大凸模彎曲半徑
2、改變落料排樣
3、毛刺改在制件內(nèi)圓角
4、退火或采用軟性材料
問題四：彎曲引起孔變形
原因：采用彈壓彎曲并以孔定位時彎臂外側(cè)由于凹模表面和制件外表面摩擦而受拉，使定位孔變形。
展開 大型薄壁網(wǎng)格筋殼片沖壓拉伸的有限元模擬二
本文針對某大型網(wǎng)格筋殼片的沖壓拉伸成型，采用有限元進行計算模擬優(yōu)化，得出了該產(chǎn)品沖壓拉伸成型過程的關(guān)鍵特性，并從優(yōu)化的角度對產(chǎn)品的設(shè)計方案進行了設(shè)計。其產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與模具示意圖如圖3所示。本文針對該產(chǎn)品及其工藝成型過程，分別采用基于動態(tài)顯式算法的Dynaform軟件和一步成型法FastForm與Fastamp等軟件進行了模擬，較好地指導(dǎo)了產(chǎn)品與模具的優(yōu)化設(shè)計過程與最終產(chǎn)品的細節(jié)設(shè)計方案。
一、網(wǎng)格筋殼片拉伸成型模擬的關(guān)鍵
基本的板料成形有圓筒件拉伸、凸緣圓筒件拉伸、盒形件拉伸、局部成型、彎曲成型、翻邊成型和脹型等。基本的板料成形，有一些經(jīng)驗公式和類似零件作為參考。由于在板料沖壓成型過程中，通常模具的剛性遠遠大于板料的剛性，因此模具的變形相對板料的變形來說極小，可以忽略不計。板料成形需要解決的主要問題包括起皺、拉裂、回彈等缺陷預(yù)防、壓邊力確定、模具磨損的影響、潤滑方案確定、成形力確定、毛坯尺寸確定和壓延筋布置等。
在沖壓成形過程的計算機仿真中應(yīng)考慮的問題歸結(jié)為板料成形的工藝主要有沖壓工藝設(shè)計中的毛坯展開計算、分步成形計算、模具設(shè)計、沖壓設(shè)備選擇和成形缺陷預(yù)測與消除等。下文對某網(wǎng)格筋殼片沖壓拉伸成型過程的有限元模擬分析進行簡單介紹。
1.產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點
圖3所示為該產(chǎn)品及其模具結(jié)構(gòu)示意圖。從中可以看出該殼片的主要特征是采用十字交叉的網(wǎng)格筋，且為薄壁圓錐面，該產(chǎn)品尺寸較大，沖壓拉伸過程中模具運動行程較高，網(wǎng)格筋交叉處拉伸成型困難，容易出現(xiàn)缺陷。因此其模具投資費用較大，模具的投資風(fēng)險也比較大。在模具設(shè)計和加工之前，對該產(chǎn)品的拉伸成型工藝性進行科學(xué)的分析是非常必要的。
圖3 網(wǎng)格筋殼片及其模具示意圖(1/3)
展開 五金沖壓件廠家用級進模加工沖壓件的優(yōu)勢
沖壓件生產(chǎn)廠家使用級進模加工五金沖壓件有以下優(yōu)勢：
1.級進模是多任務(wù)序沖模,在一副模具內(nèi),可以包括沖裁,彎曲成型和拉伸等多種多道工序,具有很高的生產(chǎn)率;
2.級進模操作安全;
3.易于自動化;
4.可以采用高速沖床生產(chǎn);
5.可以減少沖床,場地面積,減少半成品的運輸和倉庫占用;
6.尺寸要求極高的零件,不宜使用級進模生產(chǎn)。
基于CAE仿真的沖壓回彈影響因素研究
回彈是彎曲卸載過程產(chǎn)生的反向彈性變形，是板料成型過程中存在的一種普遍現(xiàn)象，它直接影響到?jīng)_壓件的尺寸精度。在沖壓模具制造中，也是最為棘手的難題，因為傳統(tǒng)依賴于經(jīng)驗公式的方法無法準確地預(yù)測回彈，傳統(tǒng)中對于沖壓件的回彈，其能靠反復(fù)的修模、試模來進行補償，需要耗費大量的人力和物力，而且難以保證產(chǎn)品品質(zhì)因此，對影響回彈的因素進行系統(tǒng)的研究，對提高沖壓件的產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率具有重大意義．從50年代開始，許多學(xué)者對回彈現(xiàn)象從理論方法、實驗方法、數(shù)值模擬及回彈控制方法等方面進行了大量的探討。早期的回彈研究以實驗和解析方法為手段，研究對象局限于較為簡單的幾何形狀和邊界條件的彎曲成型50年代的工作以Hill為代表，由于可以得到回彈量的解析表達式，這對于揭示回彈形成機理，弄清影響回彈量的主要因素具有指導(dǎo)意義．因此，后來不斷有學(xué)者采用更為準確的模型解析求解彎曲問題的回彈量，但對于復(fù)雜零件，如汽車覆蓋件的回彈問題，一般的解析方法則無能為力。
70年代起，有限元法開始應(yīng)用于板料成型過程的模擬，可以準確地預(yù)測成型過程中拉裂和起皺現(xiàn)象，但復(fù)雜成型件的網(wǎng)彈仍是一個極具挑戰(zhàn)性的課題．許多學(xué)者在模擬回彈過程方面做了大量工作，如Duetal采用靜態(tài)隱式算法和動-靜態(tài)聯(lián)合算法計算轎車頂弧成型和后加強板切邊時的回彈，F(xiàn)innet al采用動-靜態(tài)算法計算轎車前翼子板成型中的同彈，Kawka etal進行復(fù)雜零件的多步成型回彈的cae仿真研究．板料成型數(shù)值模擬國際會議Nu-MISHEET把回彈研究放在非常重要的位置，其benchmark考例1993年為U形件拉深回彈，1996年為S形大梁沖壓回彈，1999年為轎車前門多步成型回彈。
1 回彈產(chǎn)生的機理
為說明回彈的形成機理，以等截面梁的純彎曲為例進行研究。設(shè)梁具有一個縱向?qū)ΨQ平面，且在這個平面內(nèi)受到一對彎矩M的作用，如圖l所示。
展開 五金沖壓件彎曲尺寸不符合要求是什么原因所致
五金沖壓件廠加工的金屬沖壓件的形狀多種多樣,彎曲成型件就是其中常見的一種.但是如果模具或沖壓工藝設(shè)計的不合理,在實際生產(chǎn)加工過程中就會發(fā)現(xiàn)加工出的沖壓件彎曲尺寸與實際要求不符。這是在彎曲加工時出現(xiàn)出現(xiàn)了回彈現(xiàn)象所致。是什么因素導(dǎo)致彎曲回彈的呢？下面就由沖壓件生產(chǎn)廠家—滄州浚鼎機械制造有限公司來為你介紹下通常造成彎曲件回彈的因素有哪些。
影響金屬沖壓件彎曲回彈的因素有以下五個方面：
1.沖壓加工所用原材料的力學(xué)性能的影響：五金沖壓制件的回彈角與材料的屈服強度成正比，與彈性模數(shù)成反比；
2沖壓件原材料的相對彎曲半徑的影響：相對彎曲半徑代表彎曲帶內(nèi)材料的變形程度，當(dāng)其它條件相同時，回彈角隨著相對彎曲半徑的增大而增大，因此可以按相對彎曲半徑來確定回彈角的大??；
3.彎曲制件的形狀的影響:當(dāng)五金沖壓件彎曲形狀為U形制件時要比彎曲成V形制件的回彈角??；
4.模具間隙的影響：在五金件加工彎曲成U形制件時，模具的間隙對回彈角有較大的影響，間隙越大，回彈角也就越大；
5校正程度的影響:在五金配件彎曲加工結(jié)束時進行校正，可以增加圓角處的塑性變形程度，從而可達到減小回彈的目的。校正程度決定于校正力大小，校正力的大小是靠調(diào)整沖床滑塊位置來實現(xiàn)的。校正程度不同，回彈角減小的程度也不同，校正程度越大，回彈角越小。
只有充分掌握了致使彎曲件回彈的因素，才能想出實際避免這類質(zhì)量事故的發(fā)生措施。
展開 
五金沖壓件彎曲尺寸不符合要求是什么原因所致
五金沖壓件廠加工的金屬沖壓件的形狀多種多樣,彎曲成型件就是其中常見的一種.但是如果模具或沖壓工藝設(shè)計的不合理,在實際生產(chǎn)加工過程中就會發(fā)現(xiàn)加工出的沖壓件彎曲尺寸與實際要求不符。這是在彎曲加工時出現(xiàn)出現(xiàn)了回彈現(xiàn)象所致。是什么因素導(dǎo)致彎曲回彈的呢？下面就由沖壓件生產(chǎn)廠家—滄州浚鼎機械制造有限公司來為你介紹下通常造成彎曲件回彈的因素有哪些。
影響金屬沖壓件彎曲回彈的因素有以下五個方面：
1.沖壓加工所用原材料的力學(xué)性能的影響：五金沖壓制件的回彈角與材料的屈服強度成正比，與彈性模數(shù)成反比；
2沖壓件原材料的相對彎曲半徑的影響：相對彎曲半徑代表彎曲帶內(nèi)材料的變形程度，當(dāng)其它條件相同時，回彈角隨著相對彎曲半徑的增大而增大，因此可以按相對彎曲半徑來確定回彈角的大??；
3.彎曲制件的形狀的影響:當(dāng)五金沖壓件彎曲形狀為U形制件時要比彎曲成V形制件的回彈角小；
4.模具間隙的影響：在五金件加工彎曲成U形制件時，模具的間隙對回彈角有較大的影響，間隙越大，回彈角也就越大；
5校正程度的影響:在五金配件彎曲加工結(jié)束時進行校正，可以增加圓角處的塑性變形程度，從而可達到減小回彈的目的。校正程度決定于校正力大小，校正力的大小是靠調(diào)整沖床滑塊位置來實現(xiàn)的。校正程度不同，回彈角減小的程度也不同，校正程度越大，回彈角越小。
只有充分掌握了致使彎曲件回彈的因素，才能想出實際避免這類質(zhì)量事故的發(fā)生措施。
展開 連續(xù)模工藝、排布及設(shè)置標準
彎曲成型部位需安排得容易送料和不易變形。
5. 彎曲達不到工件要求時，可采用兩次彎曲或增加整形工位；對于兩個直角的彎曲，為了避免材料的拉伸，可采用先彎45 度，再彎90 度。
6. 當(dāng)刃口距離太近時，應(yīng)設(shè)置空步，以提高DP，SP，PP 的強度。
7. 排樣時應(yīng)考慮模具的制造和模具的加工。
8. 對于復(fù)雜的型孔，應(yīng)分解成若干個簡單的型孔進行分步?jīng)_裁。擔(dān)在分解時應(yīng)注意前后沖次的良好銜接。
9. 為了使材料在沖壓過程中穩(wěn)定進給，必須在排樣中設(shè)置載體，并用連接處把工件和材料連接起來。載體一般設(shè)置在材料的兩側(cè)，中間部位或單側(cè)，載體的大小要有足夠的強度，又要節(jié)省材料。
帶有導(dǎo)正孔的載體，能校正高速沖壓過程中的竄動。連接處的位置應(yīng)選擇恰當(dāng)，既要穩(wěn)定可靠，又要有利于其他工位和最后工位的切斷，與載體分離。
10. 當(dāng)預(yù)感到工件很難達到設(shè)計的要求時，應(yīng)留有改模空間。
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展開 468個機械師必須知道的機械常識，必須搬個馬扎坐下慢慢看！
彎曲成型：把平板毛坯，型材或管材，彎成一定角度，曲率，從而形成一定形狀的零件。
433. 彈復(fù)現(xiàn)象：彎曲時材料發(fā)生彈性變形，當(dāng)外力去除后，部分彈性變形恢復(fù)原態(tài)，使彎曲件的形狀和角度發(fā)生變化。
434. 鉚工常用的彎曲成型的方法有：壓彎，滾彎，壓延及水火彎板。
435. 影響彎曲成型的因素有：彎曲力，彈復(fù)現(xiàn)象，最小彎曲半徑，斷面形狀。
436. 根據(jù)被彎材料的機械性能，彎曲方式和性質(zhì)，彎曲件的形狀確定彎曲力的大??？
437. 影響彎曲彈復(fù)的因素有：被彎材料的機械性能，材料的相對彎曲半徑，彎曲角和一些其他因素。
438：影響最小彎曲半徑的因素有哪些？
答：被彎材料的機械性能，彎曲角，材料的彎曲方向，材料的表面質(zhì)量和剪斷面質(zhì)量，其他因素。
439. 影響彎曲過程中截面形狀變化的因素有：相對彎曲半徑，截面幾何特點及彎曲方式。
440. 鋼材加熱對鋼材彎曲加工的影響如何？
答：鋼材加熱后所需彎曲力減少，彈復(fù)現(xiàn)象消失，最小彎曲半徑減小，有利于按加工要求控制變形。
441. 通常在常溫下采用加熱彎曲？
442. 鋼材加熱溫度為何要限制在一定溫度？
答：溫度過高易造成鋼材過燒，溫度過低會使成型困難，并引起冷作硬化。
443. 采用接觸彎曲時，常采用哪些措施解決彈復(fù)問題？
答：修正模具形狀，采用加壓校正法，增加壓邊裝置，減小模具間隙。
444. 壓彎：在壓力機上使用彎曲模進行彎曲成型的加工法。
445. 材料的彎曲變形有：自由彎曲，接觸彎曲，矯正彎曲。
446. 為什么鉚工使用的壓模通常采用焊接結(jié)構(gòu)？
答：因為這樣不僅制造方便，可縮短制模周期，還可提高材料利用率，降低成本。
447. 滾彎：在滾床上進行彎曲成型的加工方法。
448.
展開 基于ABAQUS顯式動力學(xué)和隱式動力學(xué)的彎管成型加工分析 ￥50
摘要： 彎管成型分析方法及注意點，分別采用顯式動力學(xué)和隱式動力學(xué)方法進行彎管成型分析，并對兩種分析方法進行了比較。
素材來源：
本文中所引用的案例素材來源于：錢 峰，潘笑譽，葉小奔. 基于ＡＢＡＱＵＳ的管件彎曲成型的有限元分析[J]. 機械工程與自動化,１６７２－６４１３（２０１７）０４－００１９－０３.
案例中彎管模具以及坯料尺寸皆根據(jù)該論文進行建模，論文中未提及的尺寸信息，筆者根據(jù)自身過往經(jīng)驗自行設(shè)定。
建 模：
零部件定義：共五個組件，除坯料外，全部設(shè)置為離散剛體，解析剛體也可，這里以離散剛體為例。
材料屬性：剛體不需要設(shè)置材料，坯料材料屬性需要設(shè)置彈性模量，應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)以及密度（采用隱式動力學(xué)可不設(shè)置密度參數(shù)）。
關(guān)于應(yīng)力應(yīng)變曲線定義需要注意abaqus程序內(nèi)部對應(yīng)力應(yīng)變曲線數(shù)據(jù)的正則化問題，顯式動力學(xué)算法會根據(jù)用戶輸入的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)進行正則化處理，如果數(shù)據(jù)點過多，或者數(shù)據(jù)點間存在突變，則可能會產(chǎn)生計算誤差或者直接報錯。
莊茁教授關(guān)于顯示動力學(xué)中應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的正則化處理的解釋
分析步：
隱式動力學(xué)設(shè)置如下：
顯式動力學(xué)設(shè)置如下：
關(guān)于顯式動力學(xué)中質(zhì)量縮放（Mass scaling）的原理請查閱官方幫助文檔。由于一般的材料加工問題都屬于準靜態(tài)問題，因此采取一定的質(zhì)量縮放可以在損失較少計算精度的前提下，大幅提高計算速度，具有非常大的應(yīng)用價值。當(dāng)然，如果能夠通過采用更大的網(wǎng)格劃分提高計算速度，那是更好的選擇。在模型調(diào)試階段可以采用較大的質(zhì)量縮放系數(shù)，快速計算，debug模型，在模型調(diào)整好之后減小質(zhì)量縮放系數(shù)，以獲得精度更高的計算結(jié)果。
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