冷彎成型設計軟甲的案例
冷彎成型軋輥的數字化仿真應用(轉自:e-work)
隨著冷彎及Hydro成形行業對加工工藝技術的要求不斷提高以及復雜異型產品加工的需要，仿真軟件在冷彎成型行業的應用正在普及。本文論述了冷彎成型工藝的仿真技術已經成為企業全面質量管理的基本組成部分，在冷彎行業的領先企業中的應用。本文展示了在企業中運用有限元分析方法在限定的時間內作出成型軋輥設計，不但是可行的，而且是值得推廣和應用于實際的。
1．引言
1.1 冷彎成型工藝
冷彎成型是用成組漸變的型面軋輥，在常溫下將金屬板帶通過連續彎曲變形成為所要求的最終截面的板金屬成形的工藝方法。
隨著冷彎成型產品的復雜性增加和精度要求的提高，掌握這種成型工藝的技術訣竅，成為提高冷彎成型企業不可缺少的競爭能力。
近來冷彎成型產品作為Hydro成形這種加工業的半成品，使得冷彎成型產品的市場需求不斷增加。掌握這種成型工藝的技術訣竅是管件和冷彎型材的基本質量要求，是決定性的競爭要素。
1.2 存在問題
主要的難點在于對高品質產品的加工工藝技術缺乏足夠和明確的認識；成形軋輥只在某些特定的部位對成形起作用，大部分板的變形（希望的和不希望的）并不發生在軋輥孔型中的準確位置，而是發生在相隨的一對軋輥導入區域，這個變形區域稱為變形區長度。
在冷彎成型中的主要問題產生在軋輥的安裝調試過程，這常常是由于產品的缺陷和超過公差，而需要對軋輥修正和重新加工。
1 COPRA冷彎成型軋輥設計和分析服務中心，德國data M 軟件有限責任公司
2 北方工業大學機電工程研究所,北京 100041
1.3 有限元仿真
數字化仿真是研究和掌握冷彎成型工藝技術的有效工具。然而，過長的計算時間使得有限元仿真難以滿足企業快速軋輥設計的要求。
展開 五金模具設計之折彎成型產品展開
一套模具開始設計的第一步是工藝的可行性,當產品確定可以通過模具進行沖壓后,我們就要在第一時間內將我們手中的產品先進行展開,當然,有的產品本身就是一個平面的,所以不需要展開,而大多數的沖壓產品都會或多或少地存在一些折彎成型或者拉深等動作,那么這時我們就要對產品認真進行分析,然后將產品中的折彎或者拉深展開成一個平面的圖形來實現先下料再成型.
今天我們就來看看折彎成型的產品展開.
先看90角的折彎展開,如下圖:
非90角的折彎展開,如下圖:
帶圓角折彎的展開,如下圖:
圓弧展開的計算,如下圖:
折Z字型成型的展開,這里分為一次成型與兩次成型,很明顯,一次成型需要的材料要少一些,如下圖:
其實折彎成型展開的計算還是比較容易的,像一些不規則的拉深的展開計算才是比較難的,有的模具往往要通過多次試作才能確定最終的產品外形尺寸,后面將會講到通過3D軟件來將不規則的拉深的展開的計算.
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一套模具開始設計的第一步是工藝的可行性,當產品確定可以通過模具進行沖壓后,我們就要在第一時間內將我們手中的產品先進行展開,當然,有的產品本身就是一個平面的,所以不需要展開,而大多數的沖壓產品都會或多或少地存在一些折彎成型或者拉深等動作,那么這時我們就要對產品認真進行分析,然后將產品中的折彎或者拉深展開成一個平面的圖形來實現先下料再成型.
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先看90角的折彎展開,如下圖:
非90角的折彎展開,如下圖:
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折Z字型成型的展開,這里分為一次成型與兩次成型,很明顯,一次成型需要的材料要少一些,如下圖:
其實折彎成型展開的計算還是比較容易的,像一些不規則的拉深的展開計算才是比較難的,有的模具往往要通過多次試作才能確定最終的產品外形尺寸,后面將會講到通過3D軟件來將不規則的拉深的展開的計算.
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展開 Simufact 降低了冷成型工具設計的開發成本及時間
該公司最近設計了一款表現出獨特材料流動的新部件。該部件采用 1100 鋁材冷壓成型。新部件的制造工藝利用三套模具的沖壓進程，并在中島田TH3 -6A 冷成型機上生產。
采用MSC Software 公司提供的 Simufact.forming 仿真完成了工具初步設計并進行了評審。在初步評審時，除了部件法蘭內的材料體積以外，似乎一切都滿足要求。隨后減小了第二個工段的凹型擠壓模的半徑，以滿足減少材料體積要求。
“Simulation 是一款不可或缺的冷成型工具設計工具，可降低開發成本、縮短產品開發時間。”
Mike Walker，Omni-Lite Industries 研發副總裁
挑戰
由于預計擠型模半徑的細小變化不會造成明顯影響，因此沒有再利用 Simufact.forming 仿真軟件對經過修改的模具幾何形狀進行重新評審。結果根據修改后的版本生產工具時會生產出“拒收”系列產品。
材料流問題導致在法蘭頂部出現空隙，客戶因此不接受。此時，對經過凹模半徑縮小的第二工段重新進行了仿真，該仿真重現了冷成型工藝的實物結果，如圖 1 仿真的拒收系列的圖像所示。
解決方案
之后根據原材料的直徑進行了修改，以調整第二個工段凹型模中縮小的橫截面，圓形材料就是在該凹型模內擠壓成六角形的。用 Simulation 對這一設計修改進行了驗證，并且生產出新的工具。
采用這一工藝生產的部件在材料中未再出現空隙。參見進程系列照片以及圖 2 中合格系列的仿真圖片（第 3 頁）。
此后經客戶批準，對減小了材料直徑的部件進行量產。
結果/收益
Omni-Lite 發現，在材料流動的軟件預測結果與頭部鐓鍛工具制成的實際成品之間存在非常精確的相關性。結果證明，仿真是一種不可或缺的冷成型工具設計工具，可以降低開發成本、縮短產品開發前置時間。
展開 
模具設計丨折彎、成型工藝結構知識圖解，由簡單到復雜
在冷沖壓模具設計中，產品基本都會涉及到折彎、成型等工藝結構。因此，作為一個合格的模具設計師，我們必須對產品成型有深入的了解。這個PPT，總結的很是全面（資料來自網絡），供大家學習與參考。很值得收藏哦。
零基礎到模具設計精英 專業在線教學 更多學習資料加奉先老師QQ487209997 微信同號
