板料冲压成形及回弹有限元模拟分析

回弹分析

汽车覆盖件成形仿真中的回弹分析 0引言 薄板冲压成形作为一种塑性加工方法，广泛应用于汽车、航空航天、电器、造船、仪表等工业领域，它在汽车制造中尤为重要。据统计，汽车上有60%~70%的零件是采用冲压工艺生产出来的。汽车冲压件成形质量的好坏不仅影响到整车的装配、汽车外观，更影响到汽车的制造成本以及新车型开发的周期。薄板冲压成形包含多种复杂物理现象，主要有：接触碰撞现象；摩擦磨损现象；大位移、大转动和大变形现象。这种复杂性使得对的设计和控制非常的困难，从而造成成形过程中产生许多缺陷，并且难以纠正。起皱、破裂和回弹是薄板成形中的三种主要缺陷，其中回弹是最难控制的，因为涉及到对回弹量的准确预测，而不同材料、不同形状的冲压件的回弹规律差别很大。回弹问题的存在会影响冲压件的形状尺寸精度和表面质量。冲压件的最终形状取决于成形后的回弹量，当回弹量冲过允许容差后，就成为成形缺陷，进而影响整车装配。由于目前对轿车装配质量的要求日益提高，综合装配误差严格控制在较小的数值范围内，这无形中增加了对冲压件成形精度的要求。 回弹不仅是工业生产中的一个实际问题，同样也是学术界长期以来关注的热点。从NUMISHEET93’（第二届板料成形三维数值模拟国际会议）开始，每届会议都有关于回弹预测的标准考题（BENCHMARK），在NUMISHEET’99上，专门有一个关于回弹预测和回弹误差控制的会议专题，其中文章达到10篇，约占全部会议文章的11%。有限元数值模拟技术的引入，为推动回弹问题的解决提供了有利的工具。 因此，利用数值模拟技术对轿车冲压成形后的回弹变形进行准确预测，在此基础上，研究回弹控制方法以提高成形精度，对于降低轿车冲压件制造成本、保障整车装配质量、缩短新产品开发周期有着重要的意义。 1薄板冲压成形仿真系统 随着理论和技术上的日臻完善，冲压成形有限元仿真分析在汽车工业中的应用日益受到重视。覆盖件冲压成形仿真分析在多方面对企业的冲压生产提供有利的支持：在设计工作的早期阶段评价覆盖件及其模具设计、工艺设计的可行性；在试模阶段进行故障分析，解决问题；在批量生产阶段用于缺陷分析，改善覆盖件生产质量，同时可用来调整材料等级，降低成本。目前，国际上众多的汽车制造企业都建有覆盖件冲压成形仿真分析系统，其核心是专业化的有限元分析软件。 从以往的应用研究工作来看，人们已经认识到，要实现汽车工业对车身覆盖件冲压成形有限元仿真技术所期待的目标，必须把有限元仿真分析与企业的CAD/CAM计算机辅助设计和制造系统有效地集成起来，形成一个功能强大的CAD/FEA/CAM系统。Makinouchi 把这样的系统称为“冲压成形的计算机辅助工程系统”，简称为冲压成形的CAE系统。与狭义的CAE概念相比，Makinouchi提出的CAE系统是广义的CAE概念。 Makinouchi在Toyota公司和Nissan公司分别实现了他所提出的冲压成形CAE系统。他所实现的CAE系统由5部分组成：①用于设计和描述模具几何型面，并能把数据传递为有限元软件的CAD系统；②弹塑性材料的参数库；③生成有限元网格的前处理器；④用于冲压成形仿真的有限元软件；⑤基于激光造型法的后处理系统。 2计算机软硬平台 计算机辅助技术在汽车工业的应用集中体现在车身上。从车身设计到覆盖件分块、覆盖件可制造性分析、覆盖件模具设计、制造等环节，在设计——评价——再设计的过程中，计算机辅助设计技术起着主导作用。世界各国的汽车企业都采用适合自己的计算机辅助系统惊醒车身设计和覆盖件及其模具的设计制造。 在对车身覆盖件冲压成形过程进行有限元分析时，首先必须获得模具的集合模型。建

冲压件的缺陷及其预防措施

冲压件的缺陷及其预防措施 1.废品产生的原因： A原材料质量低劣； B冲模的安装调整、使用不当； C操作者没有把条料正确的沿着定位送料或者没有保证条料按一定的间隙送料； D冲模由于长期使用，发生间隙变化或本身工作零件及导向零件磨损； E冲模由于受冲击振动时间过长紧固零件松动使冲模各安装位置发生相对变化； F操作者的疏忽，没有按操作规程进行操作。 2.预防废品的主要措施： A原材料必须与规定的技术条件相符合(严格检查原材料的规格与牌号，在有条件的情况下对尺寸精度和表面质量要求高的工件进行化验检查。) B对于工艺规程中所规定的各个环节应全面的严格的遵守； C所使用的压力机和冲模等工装设备，应保证在正常的工作状态下工作； D生产过程中建立起严格的检验制度，冲压件首件一定要全面检查，检查合格后才能投入生产，同时加强巡检，当发生意外时要及时处理； E坚持文明生产制度，如工件和坯件的传送一定要用合适的工位器具，否则会压伤和擦伤工件表面影响到工件的表面质量；

F在冲压过程中要保证模具腔内的清洁，工作场所要整理的有条理加工后的工件要摆放整齐。 3.冲裁件毛刺的产生产生原因 ◆冲裁间隙太大、太小或不均匀； ◆冲模工作部分刃口变钝； ◆凸模和凹模由于长期的受振动冲击而中心线发生变化，轴线不重合，产生单面毛刺。 对策 ◇保证凸凹模的加工精度和装配质量，保证凸模的垂直度和承受侧压力及整个冲模要有足够的刚性；◇在安装凸模时一定要保证凸凹模的正确间隙并使的凸凹模在模具固定板上安装牢固没，上下模的端面要与压力机的工作台面保持相互平行。 ◇要求压力机的刚性要好，弹性变形小，道轨的精度以及垫板与滑块的平行度等要求要高； ◇要求压力机要有足够的冲裁力。 冲裁件剪裂断面允许毛刺的高度 冲裁板材厚度>0.3>0.3-0.5>0.5-1.0>1.0-1.5>1.5-2.0 新试模毛刺高度≤0.015≤0.02≤0.03≤0.04≤0.05 生产时允许的毛刺高度≤0.05≤0.08≤0.10≤0.13≤0.15 4冲裁件产生翘曲变形原因：有间隙作用力和反作用力不在一条线上产生力矩。(凸凹模间隙过大及凹模刃口带有反锥度时，或顶出器与工件接触面积太小时产生翘曲变形)

C型冲床材料的冲压成形性能

C型冲床材料的冲压成形性能 卷料对冲压成形工艺的适应能力叫做卷料的冲压成形性能。卷料的冲压成形性能是一个综合性的概念，包括成形极限和成形质量两个方面。 (1)成形极限：在C型冲床冲压成形过程中板料在发生失稳前所能达到的最大变形程度。卷料在成形过程中可能出现两种失稳现象，一种叫拉伸失稳；即在拉应力作用下局部出现颈缩或拉裂；另一种失稳叫压缩失稳：即在压应力作用下起皱。对于不同的成形工序，成形极限是采用不同的极限变形系数来表示的。在变形坯料的内部，凡是受到过大拉应力作用的区域，就会使坯料局部严重变形，甚至拉裂而使冲件报废；只是受到过大压应力作用的区域，若超过了临界应力就会使坯料失稳而起皱。 (2)成形质量：C型冲床的冲压件的质量指标主要是指尺寸和形状精度、厚度变化、表面质量及成形后材料的物理性能等。冲压件不但要求具有所需形状，还必须保证产品质量。影响形状和尺寸精度的主要因案是回弹与劝变，因为在塑性变形过程总包含着一定的弹性变形，卸载后或多或少会出现回弹现象，使得尺寸和形状的精度降低。影响厚度变化的主要原因是冲压成形伴随有伸长或压缩变形，由塑性交形体积不变定律可知，势必导致厚度变化。影响表面质量的主要因素是中由于冲模间隙不合理或不均匀、模具表面祖糙以及材料粘附模具在C型冲床冲压过程所造成的擦伤。 (3)板料的冲压成形性能试验方法：卷料的冲压成形性能试验方法通常分为三种；力学试验、金属学试验(又称间接试验)、和工艺试验(直接试验)。力学试验方法有简单拉伸试验和双向拉伸试验等，用以测定板料的力学性能指标；间接试验方法有硬度试验、金相试验等，用以测定材料的硬度、表面粗糙度、化学成分等；直接试验方法有弯曲试验、胀形试验、拉深性能试验等，是用模拟实际生产中的某种冲压成形工艺的方法测定出相应的工艺参数。

冲压件回弹怎么调整

冲压件回弹怎么调整 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 冲压成形发生塑性变形，同时也发生了弹性变形。成形负荷卸载后，零件便会产生一定回弹。回弹是在板料成形后，成形件从模具中取出后必定会产生的变形，会影响零件最终形状。回弹量大小直接影响工件的几何精度，同样也是工艺中很难克服的成形缺陷。 负荷卸载后应力变化曲线 冲压件回弹的影响因素 1）材料性能不同强度的冲压件，从普通板材到高强板，不同板材有着不同的屈服强度，板材的屈服强度越高，就越容易出现回弹现象。厚板料零件的材料一般采用热轧碳素钢板或热轧低合金高强度钢板。与冷轧薄板料相比，热轧厚板料的表面质量差、厚度公差大、材料力学性能不稳定，并且材料的延伸率较低. 回弹前后应力变化

２）材料厚度在成形过程中，板料厚度对弯曲性能有很大影响，随着板料厚度增加，回弹现象会逐渐减少，这是因为随着板料厚度增加，参与塑性变形材料增加，进而弹性回复变形也增加，因此，回弹变小。 板料界面的切向应力 随着厚板料零件材料强度级别的不断提高，回弹所造成零件尺寸精度的问题越来越严重，模具设计和后期的工艺调试都要求对零件回弹的性质及大小有所了解，以便采取相应的对策和补救方案。 对于厚板料零件，其弯曲半径与板厚之比一般都很小，板厚方向的应力及其应力变化不容忽视.。 3）零件形状不同形状零件回弹差异很大，形状复杂的零件一般都会增加一序整形，防止成形不到位出现回弹现象，而更有一部分特殊形状零件比较容易出现回弹现象，如U 形零部件，在分析成形过程中，必须考虑回弹补偿事宜。 4）弯曲中心角弯曲中心角的值越大就表示回弹累积值越大，这样就会造成严重的回弹现象，冲压件形变的长度随着弯曲中心角的增大而增大。 5）模具间隙配合情况模具在设计时就要在相对工作部分留有一倍料厚的间隙，在间隙中容纳产品。为实现材料更好的流动，在模具加工完毕后要对模具的局部进行研配。尤其

板料成形回弹问题研究新进展_朱东波

第7卷第1期2000年3月 塑性工程学报 JOU RN AL O F PLASTICITY EN GIN EERIN G V ol.7　No.1Ma r .　2000 板料成形回弹问题研究新进展 * (西安交通大学先进制造技术研究所　710049) 　 朱东波　孙　琨李涤尘　卢秉恒 摘　要:本文从回弹理论、回弹数值模拟分析、回弹控制三方面对弯曲成形、3-D 复杂浅拉深成形中回弹研究的历史和最新发展状况作了较全面的介绍。文章所引用的大量文献基本概括了前人在这些方面的主要研究方法和重要研究成果。 关键词:回弹;板料成形;模具 *国家“九·五”重点攻关资助项目(项目号: 85-951-19)。收稿日期: 1999-4-28 1　引　言 板料成形过程中普遍存在有回弹问题,特别在弯曲和浅拉深过程中回弹现象更为严重,对零件的尺寸精度和生产效率造成极大的影响,有必要对其进行深入的研究和有效的控制。零件的最后回弹形状是其整个成形历史的累积效应,而板料成形过程与模具几何形状、材料特性、摩擦接触等众多因素密切相关,所以板料成形的回弹问题非常复杂。半个多世纪来国内外许多学者对回弹问题进行了深入的研究和探讨,这些研究涵盖了从弯曲成形到复杂拉深成形、从理论分析到数值模拟、从回弹预测到回弹控制等诸多方面。本文从三个方面对前人的工作进行了概括性回顾,重点介绍了90年代回弹研究的一些新进展。 2　弯曲理论研究和回弹的解析分析方法 弯曲成形一般只涉及较为简单的几何形状和边界条件,所以有条件用解析方法对其进行深入的研究。50年代,R .H ill 、F .Proska 、F .J .Gardiner 等人的工作奠定了板料弯曲及回弹分析的理论基础 [1] ,后 来不断有学者对这些理论进行深化和发展。Huang ,etc [2] 在其文章中对50年代到80年代间诸多学者的 回弹研究工作做了较详细的回顾和评述。 回弹是弯曲卸载过程产生的反向弹性变形,板料回弹的经典计算公式为: Δk =1R -1R S =12M (1-ν2 ) Et 3 (1) 式中　Δk ——曲率变化量 R ——回弹前中面半径 R S ——回弹后中面半径E ——弹性模量ν ——泊松比t ——回弹前板料厚度 M ——回弹前板内弯矩 弯矩M 由截面纵向应力分布唯一确定。对同一弯曲过程,采用不同的弯曲模型(如是否考虑中性面内移,是否考虑材料强化、各向异性等)可得到不同的应力分布,从而由式(1)得到回弹量Δk 也就不同。所以在理论分析中,弯曲模型是否合理将直接影响回弹计算结果的准确程度。 弯曲的基本理论模型分为两大类。一类是以平截面假定和单向应力假定为基础的工程理论模型,该模型未考虑径向应力,认为弯曲过程中应力中性层、应变中性层始终和几何中面相重合;另一类是由H ill [3] 首先提出的精确理论模型,该模型考虑径向应力及中性层内移的影响,更接近板料弯曲的真实情况。从板料的外部受力状态和加载方式来看,弯曲过程可分为纯弯曲、拉伸弯曲、循环弯曲等几种典型情况。另外,材料模型对弯曲计算结果有很大的影响,常用的材料模型有刚塑性、理想弹塑性、刚性强化、弹性强化等多种形式。 以上基本模型、加载方式及材料模型的不同组合

中英文翻译---冲压成形的特点与板材冲压成形性能

Characteristics of Stamping and Properties of Sheet Metal Forming 1．overview Stamping is a kind of plastic forming process in which a part is produced by means of the plastic forming the material under the action of a die. Stamping is usually carried out under cold state, so it is also called stamping. Heat stamping is used only when the blank thickness is greater than 8~100mm. The blank material for stamping is usually in the form of sheet or strip, and therefore it is also called sheet metal forming. Some non-metal sheets (such as plywood, mica sheet, asbestos, leather)can also be formed by stamping. Stamping is widely used in various fields of the metalworking industry, and it plays a crucial role in the industries for manufacturing automobiles, instruments, military parts and household electrical appliances, etc. The process, equipment and die are the three foundational problems that needed to be studied in stamping. The characteristics of the sheet metal forming are as follows: (1)High material utilization (2)Capacity to produce thin-walled parts of complex shape. (3)Good interchangeability between stamping parts due to precision in shape and dimension. (4)Parts with lightweight, high-strength and fine rigidity can be obtained. (5)High productivity, easy to operate and to realize mechanization and automatization. The manufacture of the stamping die is costly, and therefore it only fits to mass production. For the manufacture of products in small batch and rich variety, the simple stamping die and the new equipment such as a stamping machining center, are usually adopted to meet the market demands. The materials for sheet metal stamping include mild steel, copper, aluminum, magnesium alloy and high-plasticity alloy-steel, etc. Stamping equipment includes plate shear punching press. The former shears plate into

汽车冲压件回弹量的控制

冲压件的回弹控制方法 作者：王同领刘赛文章来源：长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心点击数：26 发布时间：2012-07-16 新浪微博QQ空间人人网开心网更多 回弹对于汽车冲压件来说是较难解决的问题,现阶段仅用软件分析理论回弹补偿量,在产品上增加加强筋控制回弹,但这样却不能完全控制回弹,还需要在模具调试阶段弥补分析回弹补偿量的不足,增加整形工序. 回弹对于汽车冲压件来说是较难解决的问题，现阶段仅用软件分析理论回弹补偿量，在产品上增加加强筋控制回弹，但这样却不能完全控制回弹，还需要在模具调试阶段弥补分析回弹补偿量的不足，增加整形工序。 目前，汽车的安全性能越来越受到重视，这使得汽车白车身上高强度零件越来越多，而高强度冲压件最容易发生回弹现象，回弹是冲压件最难以解决的问题，在前期开发设计至后期生产无处不在，严重影响着整车搭配。 为减轻汽车的重量并增强汽车结构的安全性，国外汽车厂越来越多地采用特殊金属材料（如铝合金板、镁合金板、高强度钢板及双相钢板等）来制造白车身。在国外汽车厂的白车身制造中，非普通钢板的使用率已达80％左右，而其中应用最多的是高强度钢。

本文主要介绍影响冲压件回弹的因素、具有代表性的冲压件回弹控制方法以及回弹制件的开发流程。 冲压件回弹的影响因素 1. 材料性能 在白车身上有不同强度的冲压件，从普通板材到高强板，不同板材有着不同的屈服强度，板材的屈服强度越高，就越容易出现回弹现象。 2. 材料厚度 在成形过程中，板料厚度对弯曲性能有很大的影响，随着板料厚度增加，回弹现象会逐渐减少，这是因为随着板料厚度增加，参与塑性变形材料增加，进而弹性回复变形也增加，因此，回弹变小。 3. 零件形状 不同形状的零件回弹差异很大，形状复杂的零件一般都会增加一序整形，防止成形不到位出现回弹现象，而更有一部分特殊形状零件比较容易出现回弹现象，如U型零部件，在分析成形过程中，必须考虑回弹补偿事宜。

板料冲压件螺纹底孔冲压成形技术

板料冲压件螺纹底孔冲压成形技术 摘要：在板料冲压件上，按其料厚不同分别采用精冲小孔、变薄翻边、冷冲挤等工艺方法，成形螺纹底孔。本文论述了上述螺纹冲压成形工艺、冲模结构及其设计与制造技术。 主题词：冲件螺纹底孔冲小孔变薄翻边冷冲挤成形技术 螺纹联接结构，尤其紧螺纹联接结构，是各种机电与家电产品中零部件最主要的联接结构型式。薄板冲压件进行紧螺纹联接，需要有大于料厚的联接螺纹长度，以确保其联接可靠性，增强其负载能力，才能达到使薄板冲件联接牢靠、重量小的目的，从而使其成为结实、轻巧、紧凑的理想结构零件。 在仪器仪表、电子电器、各类家电、家用器具、玩具等产品的板料冲压件上，经常采用M2-M10的小螺纹紧联接结构。为提高效率并满足大量生产的需求，采用精冲小孔、变薄翻边、冷冲挤等工艺方法，冲压成形这些小螺纹底孔，不仅能以冲压制孔取代钻孔而大幅度提高生产效率，同时能获得尺寸精确、一致性好的底孔，并可使螺纹联接有足够的长度，从而确保其联接可靠性及设计要求的承载能力。所以，用冲压成形技术加工小螺纹底孔，具有优质高产的效果，也是一种成熟而值得推广的工艺技术。 1 螺纹底孔的计算 合适螺纹底孔的大小，不仅取决于螺纹直径，而且与其螺距有着密切的关系，通常可按下式计算： 当t L≤1时，取：d Z=d-t L

当t L>1时，取：d Z=d-～t L (2) 式中 t L-螺距，mm d z-螺纹底孔直径，mm d-螺纹直径，mm 表1 螺纹底孔直径的合理值(mm) 螺纹直径d 螺 距 t L 底 孔 直 径d z M1 M2 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 1 5

M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M302 2 3 3 2 冲制螺纹底孔的基本工艺方法 用冷冲压冲制板料冲压件上螺纹底孔的主要工艺方法有如下几种： (1)厚料冲小孔与精冲孔 当冲件厚t可以满足螺纹联接所需长度时，可用冲压制孔工艺解决。通常在这种情况下，多为厚料冲小孔，即冲制螺纹底孔的直径dz≤t或稍大于t，见表2。螺纹联接的最小有效长度取决于螺纹直径、螺距并与联接件的材料种类密切相关。

回弹分析

初次发贴,希望版主增加威望值,给予支持鼓励. 钣金件冲压后,当冲头退回时,冲压力失去,冲压材料在折变处受内力作用而回弹. 探究钣金件回弹的原因,是因为当折弯处,存在中心层,中心层内侧受折弯而压缩,中心层外侧受力而伸长,从而使折弯处总体变厚,内部产生应力,这是回弹产生的根本原因. 那么如何减少回弹产生呢?许多专家都对这个问题进行了深入的研究. 1. 回弹受金属材料的塑性,硬度的影响,材料塑料越好,硬度越低,冲压后材料回弹幅度越小.如热处理后的材料经受退火处理,回弹性就会降低; 2. 回弹是因折弯处材料变厚产生内应力所致,那么倒过来,如果预先在折弯的地方压薄,那么折弯后,不是会降低回弹性吗?研究证明,这种方法的确会降低回弹率.但是材料变薄,材料受力易变形,因此这种方法要视其使用场合而定. 3. 冷冻方法.材料折弯后要回弹,怎么才能阻止其变形,可采用冷冻的方法.这里的”冷冻”不是将其放在冰柜中,而是将其固定好,用一个板焊在折弯处及其左右,将其固定,这种做法成本将高. 4. 对钣金件进行校正,即整形.冲压后,用整形模具对钣金件的尺寸进行校正.通过二次冲压,达到去除回弹的效果.其实这种方法是一个钣金件多次冲压的一种延伸. 5. 进行模具修正.可针对变形程度,修正钣金件冲头及冲模角度或尺寸.如增大折弯角,或减少冲头与钣金件接触面积,使冲力集中在折弯处,不让折弯处板厚加大,减少变形.现在有更先进的软件来进行有限元分析,模拟折弯变形,根据模拟结果,针对性去修正,但这是建立在足够的数据的参数,如材质,屈服强度,拉伸强度,折弯参数等,而且是不受外界条件干扰条件下,与实际结果有无出入,只是更加快捷.没有此软件的,可以通过不断尝试来进行修正,通过经验积累,也能快速建立修正依据. 看来楼台理论文字功底很深，是个做报告的高手吧？？ 1.板金的回弹是不可避免的，而在模具工法设计的时候回考虑一定的回弹角进去，在板金冲压完成后回弹到近似数模设计状态， 2.至于大的板金成型，首先要把劲做好，劲在起到加强强度的同时会起到一定的控制板金回弹作用 3.加强劲的料流向要控制好哦） 4.对于较复杂的件在后期的整形工艺中给予修复 嘿嘿，讲的不好，瞎讲，不到处见量！！

补偿回弹的冲压件模具设计方法

补偿回弹的冲压件模具设计方法 作者：李文平边文德郭宝峰 1引言 板料冲压成形后存在回弹，回弹是冲压生产中的主要缺陷之一。合理地设计模具是减小回弹的有效方法。传统的任意三维型面的成形，在补偿回弹变形时一般仍采用"试错法"(trial-and-errox)。这种方法需要操作者有很高的技能和丰富的经验，并且成功与否伴有一定的偶然性。对复杂的铝车身覆盖件，在模具试制阶段仅为补偿回弹的修模时间就需半年多，所以，传统的"试错法"耗费了大量的财力和时间。 随着计算机硬件和软件技术的提高，使有限元数值模拟技术成功地应用到薄板成形领域，能够比较准确地预测冲压件成形中的各种缺陷。如果板料成形回弹预测准确，并巨采用数值迭代方法完成补偿过程的时间少于现在实际生产中采用的"试错法"，那么采用数值模拟方法将大人节约模具开发资金和缩短新产品研发周期。 本文提出基于数值模拟迭代过程的"循环位移补偿"设计模具方法，并将其应用于一小型铝合金三维板料成形的模具补偿过程;通过多次循环计算得出合理的模具形状，最终获得形状精度高的工件。 2基于数值模拟补偿回弹的循环位移补偿法 "循环位移补偿"的模具设计力法就是利用有限元数值模拟计算回弹量来修正模具型面，其步骤是:从初定的模具型面的结点位移反向减去模拟计算的相应结点回弹量，得到用于补偿回弹的模具型面。金属板料首先用试探模具(对于第一次循环，试探模具形状和工件相同)成形，计算成形回弹后的工件形状。此工件与目标工件比较，如果存在的形状误差超出容许值，就从模具形状中减去形状误差，得到新的模具型面。在下一循环中，金属板料将用这一新的试探模具型面成形。如果成形工件的形状与目标工件误差仍超出容许值，将再次从试探模具型面反向减去这一循环的形状误差，得到更新的模具型面，进人下一循环，直到成形的工件形状满足要求。

汽车厚板料零件冲压成形分析及回弹计算

汽车厚板料零件冲压成形分析及回弹计算 作者：中国第一汽车集团富壮王广盛 摘要：汽车上板厚大于5mm 的厚板料零件的冲压成形CAE技术在材料、工艺、计算和评估等方面都与薄板料零件有所不同，基于MSC.Marc 软件并结合作者在厚板料零件冲压成形CAE 分析方面的实际工作，对计算模型建立时需注意的问题如单元选择、单元划分、屈服准则、硬化曲线、工况设定和回弹计算等进行了详细说明，并对厚板料零件上的伸长类翻边结构的成形极限问题进行了探讨。 关键词：厚板料；冲压成形；成形极限；CAE 引言 随着我国汽车板料零件设计、制造水平的不断提高，薄板料零件冲压成形CAE 技术的应用已日趋成熟，相关产品的设计和制造部门针对不同软件及计算方法建立起了对应的材料、工艺、计算和评估方面的标准和规范。这些标准和规范经过实践的检验和修正，目前在产品设计和生产制造环节中得到了广泛应用。 与薄板料零件不同，对于板厚大于5mm 的厚板料零件，例如商用车车架横梁、纵梁和加强板类零件，其在冲压成形、失效判定和回弹计算方面还没有一个明确的计算方法和分析思路，应用也远不如薄板料零件冲压成形CAE 技术广泛和成熟，这是与厚板料零件冲压成形的特点及其CAE 技术有关的。 目前国内针对这方面的研究相对少，这部分工作也有进一步研究和完善的必要，为此作者将近年关于厚板料零件冲压成形CAE 技术方面的工作进行了总结，并对其中一些具体问题进行了深入探讨。当然由于个人能力有限并且所面对问题又是行业内公认的“顽疾”，因此所做的工作远没有达到解决精确回弹计算的程度。 本文所讨论的相关内容都是基于MSC.Marc 平台的，选择MSC.Marc 软件除了非线性计算功能方面的考量外，更主要的是作者有十年以上该软件的使用经验，对于成形和回弹计算模型的精度和效率的控制有一定把握。 1 厚板料零件冲压成形及其CAE 技术的特点

板料冲压性能(五金件)

板料冲压性能及测试--成形性能分类 板料的成形性能分为广义和狭义两个内容，它们的关系是： 狭义成形性能反映冲压加工中材料不发生破裂（或缩颈）所能达到的最大变形程度，故也叫抗破裂性。 冲压成形性能试验如下：

板料冲压性能及测试--力学性能参数 在材料的力学性能参数中，屈服强度ζ s 、屈服比ζ s /ζ b 、伸长率 δ等强度指标与塑性指标，可用来表示材料的基本成形性能。 金属材料的力学性能包括强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性和缺口敏感性等。他们主要取决于材料的化学成分、组织结构、冶金质量、参与应力及表面和内部缺陷等内在因素，但在外在因素如载荷类型、应力状态、温度、环境介质等对材料的力学性能影响也很大。在生产中普遍应用的、最基本的常规力学性能试验有拉伸、硬度、压缩、弯曲、剪切、冲击、扭转及高温持久强度、蠕变、松弛试验等。 板料冲压性能及测试--加工硬化指数 硬化指数n（n值）是评定板料伸长类成形性能的一个重要参数。n 值大，则拉伸失稳时的极限应变大。这对于胀形、扩孔、内凹曲线翻边等伸长类成形来说，可以在一次成形中获得较大的极限变形程度。n值对复杂形状零件的成形也有影响，在以胀形为主的成形工艺中，n值大的板料，成形性能好。 n值可以根据拉伸试验结果所得的硬化曲线，利用关系式ζ=cεn 来求得。也可以利用阶梯形试件（图1），拉伸至缩颈或断裂后，由下面的公式计算得到： 图1 阶梯形试样 b0=12.70 bⅠ0=12.83 bⅡ0=13.97

式中ε Ⅰ、ε Ⅱ —测量初始宽度为b Ⅰ0 和b Ⅱ0 工作部分的伸长应变。 板料冲压性能及测试--厚向异性系数 厚向异性系数r（也叫塑性应变比r，简称r值）是评定板料压缩类 成形性能的一个重要参数。r值是板料试件单向拉伸试验中宽度应变ε b 与 厚度应变ε t 之比，即 r=ε b /ε t 板料r值的大小，反映板平面方向与厚度方向应变能力的差异。r=1时，为各向同性；r≠1时，为各向异性。当r＞1，说明板平面方向较厚度方向更容易变形，或者说板料不易变薄。r值与板料中晶粒的择优取向有关，本质上是属于板料各向异性的一个量度。 r值与冲压成形性能有密切的关系，尤其是与拉深成形性能直接相关。板料的r值大，拉深成形时，有利于凸缘的切向收缩变形和提高拉深件底部的承载能力。图1示出拉深时的应力状态，对照各向异性板料的屈服椭圆（图2）知；拉深件凸缘的应力状态类似于屈服椭圆第二象限区的情况，而底部的应力状态则类似于第一象限区的情况。r值增加，会同时使底部的强度增加和凸缘的变形抗力减小，这对拉深是非常有利的。大型覆盖件成形，基本上是一咱拉深与胀形相结合的复合成形，当拉深变形的成分占主导地位时，板材r值大，成形性能好。 板平面中最主要的三个方向是与轧制方向呈0°、45°和90°，相 应地用r 0、r 45 和r 90 表示。由于不同方向上测得的数值是变化的（图3），板 料的厚向异性系数常用平均值表示。 板平面内各向异性的差别用△r表示。

冲压过程中容易产生的各种缺陷分析及预防措施

冲压过程中容易产生的各种缺陷分析及预防措施 一. 废品产生的原因 A. 原材料质量低劣； B. 冲模的安装调整、使用不当； C. 操作者没有把条料正确的沿着定位送料或者没有保证条料按一定的间隙送料； D. 冲模由于长期使用，发生间隙变化或本身工作零件及导向零件磨损； E. 冲模由于受冲击振动时间过长紧固零件松动使冲模各安装位置发生相对变化； F. 操作者的疏忽，没有按操作规程进行操作。 二. 预防废品的主要措施 A. 原材料必须与规定的技术条件相符合(严格检查原材料的规格与牌号，在有条件的情况下对尺寸精度和表面质量要求高的工件进行化验检查。) B. 对于工艺规程中所规定的各个环节应全面的严格的遵守； C. 所使用的压力机和冲模等工装设备，应保证在正常的工作状态下工作； D. 生产过程中建立起严格的检验制度，冲压件首件一定要全面检查，检查合格后才能投入生产，同时加强巡检，当发生意外时要及时处理； E. 坚持文明生产制度，如工件和坯件的传送一定要用合适的工位器具，否则会压伤和擦伤工件表面影响到工件的表面质量； F. 在冲压过程中要保证模具腔内的清洁，工作场所要整理的有条理加工后的工件要摆放整齐。 三.冲裁件毛刺的产生原因 A.冲裁间隙太大、太小或不均匀； B.冲模工作部分刃口变钝； C. 凸模和凹模由于长期的受振动冲击而中心线发生变化，轴线不重合，产生单面毛刺。 对策 A. 保证凸凹模的加工精度和装配质量，保证凸模的垂直度和承受侧压力及整个冲模要有足够的刚性； B.在安装凸模时一定要保证凸凹模的正确间隙并使凸凹模在模具固定板上安装牢固，上下模的端面要与压力机的工作台面保持相互平行。 C. 要求压力机的刚性要好，弹性变形小，道轨的精度以及垫板与滑块的平行度等要求要高； D.要求压力机要有足够的冲裁力。 冲裁件剪裂断面允许毛刺的高度 冲裁板材厚度>0.3>0.3-0.5>0.5-1.0>1.0-1.5>1.5-2.0 新试模毛刺高度≤0.015≤0.02≤0.03≤0.04≤0.05 生产时允许的毛刺高度≤0.05≤0.08≤0.10≤0.13≤0.15 四. 冲裁件产生翘曲变形原因 有间隙作用力和反作用力不在一条线上产生力矩。(凸凹模间隙过大及凹模刃口带有反锥度

板料成形回弹特征及其控制技术

板料成形回弹特征及其控制技术 1 前言 回弹是板材冲压成形过程的主要缺陷之一．严重影响着威形件的威形质量和尺寸精度，是实际工艺中很难有效克服的成形缺陷之一，它不仅降低了产品质量和生产效率．还制约了自动化装配生产线的实施，是我 国汽车制造工业中亟待解决的关键性问题。 从理论上说，板材冲压成形过程可以被看作是板材经过塑性变形变为想要获得的形状的过程。然而实际上．板料尺寸．材料特性和环境条件使冲压成形过程的预测性和可重复性变得困难。以韧性金属板材为主的冲压成形件从模具上取出后，必然产生一定量的回弹。回弹是板材冲压成形的3种主要缺陷(起皱．破裂和回弹)中最难控制的一种，因为它涉及到对回弹量的准确预示．不同的材料和尺寸的零件其回弹规律大不相同，单凭经验和工艺过程类比是很难进行准确的回弹补偿的．这就使得一个模具设计的周期变长．因此在板材冲压成形中回弹变形是使模具设计明显变复杂的一个基本参数。在大多数板材冲压成形中．强烈的非线性变形过程致使板料产生很大的弹性应变能．在模具与板料动态接触过程中存在于板料中的这种弹性应变能会随着接触压力的消除而自动释放掉，回弹的驱动力一般是朝着板料原始形状变形。因此，冲压成形中的最终产品形状不但依赖于凹模形状．而且依赖于成形后存储在板料中的弹性应变能。弹性应变能与许多诸如材料特性．接触载荷等参数有关，因此在成形过程中预测回弹变得很复杂．这也就给那些必须精 确评估回弹量的设计者提出了很重要的问题。 近40年来，有许多研究人员一直在对回弹行为进行着研究．并提出了很多解决方法和计算机仿真算法．发表了大量相关论文。就有限元仿真方法而言．在众多仿真算法模拟应用中，采用显式算法模拟成形过程．用隐式算法模拟回弹过程的方法最多；其次是冲压成形和卸载回弹过程都采用隐式算法。而G．Y-L．等学者提出一种新算法，冲压成形和回弹过程全部采用显式算法。U．Abdelsalam等学者还提出了采用一步成形算法模拟冲压成形过程，再用隐式算法计算卸载回弹过程．并应用该算法模拟了3个复杂冲压件的卸载回弹过程．这种算法的模拟精度虽然不高．但计算速度很快．可以为模具在设计阶段提供一个定性的参考方案。T-C．Hsu等学者采用隐式TL(Total Lagrangian)算法，引入Hill--次方屈服函数模拟了轴对称问题的冲压成形和回弹过程。M．Kawka等学者采用静态显式有限元(实际上也是隐式算法)算法软件ITAS3D模拟了轿车顶盖和轮毂的多阶段成形过程，以及卸载回弹和切边回弹过程．并与试验结果进行了比较。 以上这些对于回弹的研究只限于理论方面．其与实际试验的对比验证还鲜有涉及。对于如何补偿所产生的

dynaform回弹分析详细教程

基于Dynaform的JL70右连接板零件成形 工艺及模具设计 李君才 （重庆工商大学 机械设计制造及其自动化专业 05机制2班 ） 摘要: 实践表明，采用有限元数值仿真技术对零件成形过程进行模拟，并根据仿真结果进行冲压工艺规划和模具的设计，以改良传统冲模设计与制造过程中耗时长、成本高等缺陷，把制造过程中可能出现的问题集中在设计阶段解决，以便快速经济地制造模具，提高零件质量。 本设计是基于有限元分析软件DYNAFORM 的成形过程的仿真分析与模具设计。首先进行前处理设置，将仿真需要的各种参数输入进去，然后进行仿真的后处理分析。通过对仿真的后处理分析，了解各种参数对成形的影响，进一步提出改进措施，重新输入参数进行分析。然后在基于仿真分析的基础设计模具，这样保证了模具结构的合理性。 关键词:模拟仿真、DYNAFORM、模具设计、工艺参数优化

Base on Dynaform JL70 right Junction panel Ban parts forming process and die design Li Juncai (Chongqing Technology and Business University ,mechanical design automation and manufacturing professionals ,05 mechanism classes two) Abstract: Practice shows that the use of finite element simulation technology to partsforming process modeling, and simulation results are in accordance with the planning process and tamping die design, to improve the design and manufacture of traditional die in the time-consuming process of a long, the cost of higher defects in the manufacturing process problems that may arise in the design phase concentrated solution for rapid economic and die manufacturing, improve the quality of parts. The design is based on finite element analysis software DYNAFORM the process of forming simulation analysis and die design. First set up to deal with before, the simulation will need to enter into the various parameters, and then to simulate the post-processing analysis. Through the simulation of the post-processing analysis, an understanding of various parameters on forming the impact of further improvement measures, re-enter the parameters for analysis. Then based on the analysis of the simulation based design mold, such a guarantee die structure is reasonable. Keywords: simulation、DYNAFORM、mold design、Technological parameter optimization

冲压件回弹有限元仿真分析

冲压件回弹有限元仿真分析 摘要针对不锈钢件难以成形以及在冲压过程中易产生回弹，采用有限元分析软件DYNAFORM，以沈阳地铁2号线连接板为例，对模拟得到的材料厚薄图、材料回弹图进行分析，优选工艺设计。阐述了CAE技术在模具开发中的重要作用。 关键词有限元分析；冲压；DYNAFORM 0 引言 2006年大连机车引进了不锈钢城轨车体生产线，并先后承接大连快轨金州延伸线、沈阳地铁2号线、天津地铁2号线城轨地铁车辆的生产。 不锈钢相对传统碳钢城轨车有外表面无需涂装，可有效实现车辆轻量化，可有效提高车辆使用寿命等优点。虽然有以上优点，但是奥氏体不锈钢热膨胀系数是钢的1.1倍，弹性模量大，抗拉强度屈服强度大，这些特点决定了不锈钢车体从设计到制造都与碳钢车体有着很大的不同。它决不是简单的材料替换，而是一种全新的车体，因此开发周期和质量都难以控制。 在不锈钢车体中有大量的冲压件，对不锈钢车体的生产起着至关重要的作用。回弹是冲压模具设计中要考虑的重要因素之一。回弹现象主要表现为整体卸载回弹、切边回弹和局部卸载回弹，当回弹量大于允许容差时，就会影响冲压件的产品精度，从而产生缺陷产品。因此，回弹一直是影响、制约模具和产品质量的重要因素。本文以地铁车辆中的连接板为例，使用DYNAFORM软件对板材进行冲压成形模拟仿真，预测冲压所产生的回弹，为模具的设计提供前期依据。 1 DYNAFORM介绍 美国ETA公司和LSTC公司联合研发的DYNAFORM软件，是一种基于有限元方法建立，模拟仿真板料成型过程的专用软件。Dynaform软件包含BSE、DFE、Formability三个大模块，能够完成坯料形状、压边力、拉延筋、冲压速度等几乎所有冲压模具设计参数。 回弹是一种小变形过程，是在加载完成后卸载过程中产生的。但是在回弹过程中毛坯的所有点不会同时处于卸载状态中，部分点存在加载的可能。因此成型模拟的准确性会影响回弹模拟的准确性。 DYNAFORM使用混合计算方法来分析回弹变形，为避免准静态隐式积分算法中的迭代计算，成型的模拟采用动态显式积分算法。回弹时，卸载起主要作用，工件主要为弹性变形，而静态隐式算法可以得到较为准确的计算结果。所以DYNAFORM采用动态显示算法模拟成型过程，以静态隐式算法计算回弹。

先进板料成形技术与性能

板料成形有限元分析的发展综述 摘要：在参阅和分析大量有关文献的基础上，对有限元法的产生和弹塑性有限元的发展进行了总结，特别是对当前应用广泛的板料成形有限元数值模拟在国内外的发展概况和发展趋势进行了详尽的剖析，为深入了解板料成形有限元的发展提供了有益的参考。 关键词：板料成形；数值模拟；有限元法；有限元分析；弹塑性 引言 有限单元法是工程计算领域的一种主要的数值计算方法，其基本思想就是将连续区域上的物理力学关系近似地转化为离散规则区域上的物理力学方程。它是一种将连续介质力学理论、计算数学和计算机技术相结合的一种数值分析方法。此方法由于其灵活、快捷和有效，已迅速发展成为板料冲压成形中求解数理方程的一种通用的数值计算方法。 有限元法源于40年代提出的结构力学的矩阵算法。“有限元法”这一术语是R.W.Clough于1960年在论文“The finite element method in plane stress analysis”中首次提出来的，他用这种方法首次求解了弹性力学的二维平面应力问题。1963年，Besseling证明了有限元法是基于变分原理的Ritz法的另一种形式，从而使Ritz分析的所有理论基础都适用于有限元法，确认了有限元法是处理连续介质问题的一种普遍方法。 板料成形数值模拟涉及到连续介质力学中材料非线性、几何非线性、边界条件非线性等三非线性问题的计算，难度很大。随着非线性连续介质力学理论、有限元法和计算机技术的发展，通过高精度的数值计算来模拟板料成形过程已成为可能。从70年代后期开始，经过近二十年的发展，板料成形数值模拟逐渐走向成熟，并开始在汽车、飞机等工业领域得到实际的应用。 1 弹塑性有限元分析研究发展概况 有限元法建立之初，只能处理弹性力学问题，无法应用于金属塑性成形分析。1965年Marcal提出了弹塑性小变形的有限元列式求解弹塑性变形问题，揭开了有限元在塑性加工领域应用的序幕。1968年日本东京大学的Yamada推导了弹塑性小变形本构的显式表达式，为小变形弹塑性有限元法奠定了基础。但小变形理论不适于板料冲压成形这样的大变形弹塑性成形问题，因此人们开始致力于研究大变形弹塑性有限元法。1970年美国学者Hibbitt等首次利用有限变形理论建立了基于Lagrange格式（T.L格式）的弹塑性大变形有限元列式。1973年Lee 和Kabayashi提出了刚塑性有限元法。1973年Oden等建立了热-弹粘塑性大变形有限元列式。1975年Mcmeeking建立了更新Lagrange格式（U.L格式）的弹塑性大变形有限元列式。1978年Zienkiewicz等提出了热耦合的刚塑性有限元法。1980年Owen出版了第一本塑性力学有限元的专著，全面系统地论述了材料非线性和几何非线性的问题。至此，大变形弹塑性有限元理论系统地建立起来了。 2 板料成形有限元数值模拟国内外研究发展概况