板料冲压成形及回弹有限元模拟分析

板料冲压成形及回弹有限元模拟分析

摘要

回弹是板材冲压成形过程中不可避免的普遍现象,直接影响到冲压件的尺寸精度和零件最终形状。本文利用ANＳYS/LS-DYNA有限元软件中的非线性动力的显式、隐式连续求解功能，模拟了板料冲压成形过程与卸载后板料回弹变形的全过程，得到了成形过程中任一时刻各处Ｖoｎ-Mｉses应力云图和应变值及卸载后板料的回弹结果,帮助我们更好的认识分析板料冲压成形以及回弹过程中物质内部的变化。

关键词:板材冲压,回弹,非线性有限元分析，数值模拟

Ｓhｅeｔｍｅtaｌstamping and rebｏｕnd fiｎite elｅmenｔ

sｉmulation analysis

Ａbsｔrａcｔ

Tｈe rebound is ｉnevitablｅｃommon ｐhenomeｎon in sheet ｍｅtal forming procesｓ, a direcｔｉｍpaｃｔｏn theｆiｎal shape to ｔhe dimｅnsional accｕracy ｏｆｔhｅsｔamｐinｇs aｎｄpａrｔs. Iｎｔhiｓpapｅr, the nonlｉneaｒdｙnaｍic finite elemenｔsoｆtｗare ANSＹS / ＬS-ＤYNA explｉcｉt，impliｃiｔsequenｔial solutｉonｆunｃtiｏn to simuｌate thｅspringbacｋdefｏｒmａtion oｆtｈe sｈe ｅt aｆteｒsｈeet meｔal stampｉｎg prｏcess and uｎｉnsｔall tｈｅwhoｌe prｏcess, forming pｒoceｓs at ａｎy tiｍe ｔhｒｏuｇhout the Ｖon-Mises stress cloud anｄsｔraiｎａnｄaｆｔer uｎｌoａdｉｎｇsheet springｂack rｅsuｌts, ｈelpｕs to a bｅtter unｄｅｒｓtａnｄinｇanａlysｉs sheｅt mｅｔal sｔaｍpｉng ａnｄrebound proceｓs matｅrial ｉntｅrｎａl chaｎｇｅs.

Keｙwords: ｓheet ｍｅtal stampinｇ, rebound, nｏｎlinear fｉniｔe elemenｔanａｌｙsiｓ, nuｍeｒical siｍｕlation

1 引言

金属板料冲压成形是压力加工的重要组成部分,薄板金属在压力作用下由模具引导成形的过程是一个十分复杂的物理过程，由于模具几何结构尺寸、接触摩擦和压边力等因素的影响,在金属的成形过程中常发生起皱现象。为了得到高质量的钣金产品,必须克服和抑制成形过程中起皱的发生和发展。过去人们常常采用试错的方法，但这种单凭设计人员经验的方法在很大程度上带有盲目性，在面对复杂零件或新产品时往往无法解决。

随着计算机技术和有限元方法(FEM）的同步发展，为复杂的工程计算问题提供了崭新的途径。将有限元数值模拟技术应用到扳料冲压成形领域,大大的缩短了模具设计周期，减少了试模次数和试模时间，降低了模具设计成本，进而有力地推动了模具工业的发展。同时,数值模拟技术的发展,使得板料冲压成形过程中最棘手的问题——准确预测板料成形后的回弹赞成为可能。准确地预测板料回弹量是进行回弹控制、回弹补偿及模具设计的前提。

ＡNSYＳ/ＬS-DYＮA是一个通用的显示非线性动力分析有限元程序,近年来开发的板料冲压成形数值模拟新功能，取得了很大成功。通过计算，可以观察板料冲压成形过程中的变形状态、应力状态和壁厚变化,了解可能出现的起皱和开裂现象。此外,AＮSＹS/ＬＳ-DYＮA程序具有显式、隐式求解功能，用显式求解模拟动态成形过程，然后用隐式求解模拟线性回弹变形。这不仅能够模拟材料变形过程,而且也能较好地计算回弹现象，比较准确地得到材料最终成形状态。

2 基本原理

2.１弹塑性材料的应力应变关系

板料冲压成形属于弹塑性大变形行为,弹塑性材料进入塑性后应力应变不再存在唯一的线性对应关系每一时刻的应力~应变状态都是此前的加载路径和应变状态综合作用的结果应引入增量理论。本文采用Mｉsｅｓ屈服准则即

F(σij)=S ij S ij

2

?

σSO2

3

=0

式中σSO是材料单轴应力状态时的屈服应力;S ij=S ij?σmδij是应力偏张量，σmm=σkk/3。假设材料发生的是各向同性强化后续屈服函数应为F(σij)?K=0，即

S ij S ij 2?

σS2εP???

3

=0

式中σSεP?为现时的后续屈服应力。增量理论中,塑性流动法则为

dεij p=dγδF/?σij

式中dεij p是塑性应变增量;dγ为瞬时的非负比例系数,具体数值与材料硬化法则有关,与

Mｉses屈服条件相关联的流动法则为dεij p=dγδF

?σij

=dγS ij，于是有

{dεij=dεij p+dεij e=

dS ij

+S ij dγdεkk=

(1?2γ)dσkk

在金属成形过程中，回弹被定义为变形部件(板料)离开模具后的空间变化。板料冲压

成形后的全应变包括弹性应变和塑性应变两部分，即

ε=εe+εp

式中，εe为弹性应变；εp为塑性应变。在卸载过程中,只有弹性变形得到恢复，而塑性变形保持不变,并且卸载过程服从线性关系。

应力连续增长到超过弹性极限σ?，其相应的应变为ε?，然后下降到σ,其相应的应变为ε。如在卸载的过程中,应力改变为σ,应变改变量为ε?,则卸载后的应力与应变应等于卸载前的

应力与应变分别减去它们的改变量，即

σ=σ??σ?

ε=ε??ε?

因为卸载是服从弹性规律的,所以上面式中的σ和ε?是呈线性关系的,即σ=ε?E。式中，E为弹性模量。由此可以看出,在全部卸载后,即外载荷等于零的情况下，在物体内不仅会留下残余变形,而且有残余应力。

2.2 有限元法

在拉格朗日坐标系中，对应于某一瞬时t，具有总体积V,内作用面S in,位移边界S ia与外力边界S T的相互作用系统应满足虚功原理,即

∫ρx?iδx i dV + V ∫σijδx i,j dV?

V

∫ρF i?δx i dV?

V

∫T i?δx i dS=0

S T

式中ρ是密度；x i（i=1，2，3）是位置坐标；x?i是加速度;δx i和δx i,j分别为虚位移及其导数的增量；F i?和T i?是体积力与面力。

将体积离散化为n个单元,为了保持4面体单元的抗畸变能力，同时又使计算精度得以保证在4节点4面体单元的基础上，建立了8节点６面体超级单元。每个单元的节点数为8,位置坐标x i可用形函数N j(j=1，2…，m）与节点位置x i j的插值表示为

x i=∑N j(ξ,η,ζ)x i j(t)

8

j=1

形函数N i定义为

N i=(1+ζζi)(1+ηη)(1+ξξi)

(i=1,2,…8)

式中ξ，η与ζ是单元局部坐标,t是时间变量。

完整的回弹数值模拟分为2 步:冲头落下板料成形的过程模拟和去除冲头等工具板料

回弹的过程模拟。前1步计算是回弹过程模拟的基础,为其提供应力、应变等数据，该步计算的准确与否将直接影响回弹计算的精度，２步计算可分别采用不同的算法。

数值模拟主要有２种算法:静力隐式算法和动力显式算法。2 种算法的区别在于静力隐式算法需要构造和求解刚度矩阵，每一步迭代都要进行接触判断,往往会出现迭代不收敛的情况,计算速度慢,但计算精度高；而动力显示算法不需要构造和求解刚度矩阵，因此该算法的最大优势是计算速度快。实践证明：动力显式算法计算的应力是不准确的，而残余应力恰恰是造成回弹现象的关键所在,因此认为在回弹模拟的第1 步采用动力显式算法是不合适的。虽然动力显式算法在计算以接触为主的问题时速度相当快,但是当用于不存在接触并且以低频率方式变形的柔性结构时(最典型的是回弹模拟的第2 步计算)，为保证算法的稳定性，分析时间常常比模拟成形过程所要的时间还要长。质量加大技术虽然可以加速成形模拟过程，但它对回弹第2 步计算是毫无帮助的,因为加大质量的同时也加大了达到静平衡的时间。为预测回弹后零件的形状，大部分学者建议采用静力隐式方法。

静力隐式时间积分算法假设板料冲压整个过程均处于类似平衡状态，其每一时间积分步均保持平衡条件. 把物体离散为有限元单元后,将所有的节点方程集合起来就可以得到:

Kｕ=Ｆ

式中K为总刚度矩阵；u为位移向量；Ｆ为节点载荷向量。

在隐式算法中,对于第i 个给定的加载增量，用Newtoｎ-Rapｈson 迭代法,需要求

解下面的方程:

K(i)C(i)=P(i)?Q(i)

式中K(i)为当前的切向刚度矩阵；C(i)为位移纠正向量；P(i)为外力向量;Q(i)为内力向量。

经Nｅwton－Rapｈson迭代计算后的位移增越为：

?u(i+1)=?u(i)?C(i)

算法中的要点如下：

l）对于每一个加载增量都要进行迭代，直至收敛为止。

2)每一节点都要达到力平衡和力矩平衡。

3)每一节点都要满足接触条件。

4）相对于位移增量来说,位移校正量是很小的。

5)如果所需的迭代步骤不多，则可增大增量幅度;反之如果不能收敛,则减少增量幅度。

3 模型计算与分析

3.1 有限元模型建立

建立有限元模型是模拟板材成形工艺过程的基础,具体的有限元模型要根据工件、模具的实际结构形状来建立,要能够反映出实际加工过程中被成形板材、模具之间的相对位置，以及它们之间的相对运动关系。本文主要讨论的是实现冲压成型回弹的有限元分析,故采用比较简单的模型来说明这个问题,模型如图3-1 所示,凸模和凹模表面为非均匀的样条曲线,板料为规则的长方形薄扳。由于是板材，建模时只需建为平面,厚度在定义单元时再输入。此模型是刚性冲头向下位移,将板料压到刚性模具上，材料特性(板料采用双线性等向塑性）,使用自动单面接触。

图３-1 有限元模型

3．２单元类型的选择

众多研究表明。目前用于板料冲压成形回弹有限元数值模拟的单元类型有四种：基于薄膜理论的薄膜单元、基于连续介质理论的实体单元、基于板壳理论的Minｄlin壳单元及同时具有实体单元和壳单元特征的实体壳单元。

实体壳单元直接离散板料三维实体,在厚度方向只有一个单元,它在单元自由度方面类似于实体单元,只含节点位移自由度，无转动自由度，而在单元厚度方向类似f壳单元，在厚度方向采用多个积分点以及板厚方向应力为零的假设。它综合了实体单元和壳单元的优点,是目前有限元理论研究的热点问题。

本次分析选用单元类型是:板料模型采用显式壳单元SＨELL163，且使用能容忍弯曲能力的Belｙtｓｃｈko－Ｗｏng-Chiang算法；凸、凹摸则采用SOLＩＤ1６4体单元。

ＳHＥLL１63 是一个4节点显示结构薄壳单元,如图３-2所示，有弯曲和膜特征。可加平面和法向载荷。单元在每个节点上有12个自由度: 在节点x,y，和z方向的平动，加速度,速度和绕x,y,和z轴的转动。该单元只用于显示动力学分析所有非线性特性.

图3-2 SHELＬ163 单元几何图示

SOLID164是用于3维的显式结构实体单元,如图3-3所示,有8节点构成。节点在ｘ、y、z方向的平移、速度和加速度的自由度。这个单元只用在动力显式分析,它支持所有的许可的非线性特性。

图３-３ＳOLID164 实体单元几何特征

３.3 网格划分

有限元网格的划分是数值模拟技术中的重要环节，网格划分是否合理在一定程度上会影响到计算精度和计算时间。在网格划分过程中，网格的形状、尺寸和位置都是需要考虑的问题。对于板料冲压成形回弹问题，坯料是典型的大变形构件,又是成形分析过程中的从接触面,因此必须采用比摸具单元较精细的网格模型,单元的形状尽量采用四边形或者六面体。而对于模具,因在分析过程中认为是刚性体，若形状较简单，可不划分单元直接采用其解析刚性面进行分析,若模具形状较为复杂,因对其进行网格划分，在模具圆角及形状变化较大的区域采用较密的网格，以保证精确的描述模具型面的几何形状．在板料上可能与模具曲率变化较大的区域相接触的部位也应细化板料网格。则板料网

格划分中存在网格密度分布问题。在板料冲压成形及回弹过程中,板料会发生大位移、大转动和大变形，在冲压成形前预先确定扳料上的网格密度分布情况是非常困难的。目前有限元软件中采用自适应网格划分技术解决此问题。所谓自适应网格划分。是指板料在接触过程中遇到变形较剧烈的部位自动进行局部区域的网格细化,以提高有限元在这些部位的计算准确度.网格划分如图3-４所示。

图３－４网格划分

3.４施加边界条件

凸模和凹模与板材的接触都采用面—面接触方式，并选择自动接触类型，摩擦系数取0．1。有限元数值模拟时要尽量反映成型过程中的真实工艺情况，有了真实有效的工艺参数才能保证数值模拟结果的正确,按照实际加工时的参数来设定凸模的速度，求解时间为0．01秒,输出步数为100。

4 数值模拟结果与分析

计算完成后通过ANSYS后处理器POST1与POST26对结果进行后处理。首先先检验结果的有效性,一般来说，沙漏能量（hourglass ｅnｅrgｙ)不超过内能(ｉntｅrnａl ｅn ｅrｇｙ）的10%即被认为是可以接受的分析结果。本次分析的沙漏能为零,因此数值模拟分析的过程是可靠的。

4．１板料变形分析

图４－1 板料变形图和图4-2 位移矢量的等值线图为时间t=0．01s板料的变形程度,

从图中可以清楚的知道在冲压过程结束后,板料的下部变形程度最大。

图4-1 板料变形图?

图4-2 位移矢量和等值线图

4.２板料应力分析

为详细研究板料在冲压过程中有效应力和有效塑性应变历程情况,在板料冲压过程中选取了4个时间点作为观察点，如图4-3、图４-4、图４-５和图4－6所示。

图４－３ｔ=0．０046ｓ时刻板料的Voｎ-Misｅs应力结果

图4-4t=0．0054s 时刻板料的Vｏn-Mises应力结果

图４-５t=0．0０6ｓ时刻板料的Von-Mises应力结果

超高强度钢板冲压件热成形工艺

超高强度钢板冲压件热 成形工艺 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

.生产侵侵。 超高强度钢板冲压件热成形工艺 热成形技术是近年来出现的一项专门用于生产汽车高强度钢板冲压件的先进制造技术。本文介绍了该技术的原理,讨论了材料,工艺参数.模具等热成形工艺的主要影响因素,完成了汽车典型件热成形工艺试验试制。获得了合格的成形件。检测结果表明。成形件的微观组织为理想的条状马氏体,其抗拉强度.硬度等性能指标满足生产要求。 1前言 在降低油耗、减少排放的诸多措施中.减轻车重的效果最为明显.车重减轻10%.可节省燃油 3%一7%,因此塑料.铝合金.高强度钢板等替代材料在车辆制造中开始使用。其中,高强度钢板可以通过减小板厚或者截面尺寸等方式减轻零件质量.在实现车辆轻量化和提高安全性方面比其他材料有明显优势,可以同时满足实现轻量化和提高安全性的要求,因此其在汽车领域内的应用越来越广泛。 热成形技术是近年来出现的一项专门用于成形高强度钢板冲压件的新技术,该项技术以板料在红热状态下冲压成形并同时在模具内被冷却淬火为特征.可以成形强度高达1500MPa的冲压件,广泛用于车门防撞梁.前后保险杠等保安件以及A柱,B柱.C柱.中通道等车体结构件的生产。由于具有减轻质量和提高安全性的双重优势,目前.这一技术在德国.美国等工业发达国家发展迅速.并开发出商品化的高强钢热冲压件生产线.高强钢热冲压件在车辆生产中应用也很 .一吉林大学材料学院谷诤巍姜超 ●机械科学研究总院先进制造技术研究中心单忠德徐虹 广泛。国内汽车业对该项技术也十分认同,并有少数几个单位从国外 耗巨资引入了相关技术与生产线, 为一汽-大众等汽车制造公司的部分车型配套热冲压件,关于该项技术的研究工作也已经开始。本文阐述了热冲压成形工艺原理,对典型冲压件的热冲压 成形工艺进行试验研究。 2热冲压成形工艺原理

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)

冲压成形工艺 (2)

冲压成型资料 1 冲压成型工艺定义： 冲压工艺是通过模具对毛坯施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的工件的加工方法。冲压工艺的应用范围十分广泛，既可以加工金属板料、棒料，也可以加工多种非金属材料。由于加工通常是在常温下进行的，故又称为冷冲压。 2冲压工艺的特点： 2.1 用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件，如薄壳零件等。冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的，因此，尺寸稳定，互换性好。 2.2 材料利用率高，工件重量轻、刚性好、强度高、冲压过程耗能少。因此，工件的成本较低。 2.3 操作简单、劳动强度低、易于实现机械化和自动化、生产率高。 2.4 冲压加工中所用的模具结构一般比较复杂，生产周期较长、成本较高， 3 冲压材料的基本要求： 冲压所用的材料，不仅要满足产品设计的技术要求，还应当满足冲压工艺的要求和冲压后的加工要求 (如切削加工、电镀、焊接等)。冲压工艺对材料的基本要求主要有： 3.1 对冲压成形性能的要求： 对于成形工序，为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有：良好的塑性(均匀伸长率δb高)、屈强比(σs/σb)小、板厚方向性系数大、板平面方向性系数小、材料的屈服强度与弹性模量的比值 (σs /E)小。 对于分离工序，并不需要材料有很好的塑性，但应具有一定的塑性。塑性越好的材料，越不易分离。 3.2 对材料厚度公差的要求： 材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。 3.3 对表面质量的要求 材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤模具，工件表面质量也好。

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

板料弯曲回弹及工艺控制

板料弯曲回弹及工艺控制 板料在弯曲过程中，产生塑性变形的同时会产生弹性变形。当工件弯曲后去除外力时，会立即发生弹性变形的恢复，结果使弯曲件的角度和弯曲半径发生变化，与模具相应形状不一致，即产生回弹。回弹是弯曲成形过程的主要缺陷，它的存在造成零件的成形精度差，显著地增加了试、修模工作量和成形后的校正工作量，故在冲压生产中，掌握回弹规律非常重要。如果在设计模具前，能准确掌握材料的回弹规律及回弹值大小，设计模具时可预先在模具结构及工作部分尺寸上采取措施，试冲后即使尺寸精度有所差异，其修正工作量也不会太大，这不仅可以缩短模具制造周期，而且有利于模具成本的降低及弯曲件精度的提高。 1 弯曲回弹的表现形式 弯曲回弹的表现形式有下列二个方面(如图1所示)： (a) 弯曲半径增加：卸载前板料的内半径r (与凸模的半径吻合)，在卸载后增加至r0，半径的增量为△r二r0一r (b) 弯曲件角度增大：卸荷前板料的弯曲角为α(与凸模的顶角吻合)，在卸荷后增大到α0，角度增量为△α=α0一α 图1 回弹导致弯曲角和弯曲半径变化 2 弯曲回弹产生的原因 弯曲回弹的主要原因是由于材料弹性变形所引起的。板料弯曲时，内层受压应力，外层受拉应力。弹塑性弯曲时，这两种应力尽管超过屈服应力，但实际上从拉应力过渡到压应力时，中间

总会有一段应力小于屈服应力的弹性变形区。由于弹性变形区的存在，弯曲卸载后工件必然产生回弹。在相对弯曲半径较大时，弹性变形区占的比重大，回弹尤其显著。 回弹是由于在板厚方向应力或应变分布不均匀而引起的。这种应力和应变的不均匀分布是弯曲的特点，对于只施加弯矩的弯曲方式，要有效减少回弹是困难的。为了使回弹减小，应尽量使板厚断面内的应力和应变分布均匀，为此可采取在纵向纤维方向对板料进行拉伸或压缩的方法，也可采用在板厚方向施加强压的方法。在沿板的长度方向单纯拉伸变形的场合，除去外力后，由于在整个板厚断面内变形的恢复是均匀的，所以不会发生形状的变化。 3 影响弯曲回弹的因素 (1)材料的机械性能材料的屈服点σs越高，弹性模量E越小，回弹越大。 (2)相对弯曲半径R/t 弯曲半径R越大，材料厚度t越小，即相对弯曲半径R/t值越大，回弹越大。 (3)弯曲处校正力的大小校正力越大，回弹越小。 (4)凸凹模间隙间隙越大，回弹越大。间隙小于材料厚度时，有可能出现负回弹。 (5)弯曲件的形状弯曲件直边过短时，回弹较大。V型弯曲件的回弹比U型弯曲件的回弹大。 (6)凹模形状及尺寸凹模深度过小时，回弹很大。 4 控制弯曲回弹的方法与措施 减小回弹常用方法有补偿法、校正法、改变应力状态、改进工件设计等。影响弯曲回弹的因素很多，对于不同的影响因素，应采用不同的措施，也可综合运用几种方法，来减少回弹。 4.1 补偿法减少弯曲回弹 补偿法是按预先估算或试验所得的回弹量，在模具工作部分相应的形状和尺寸中予以“扣除”，从而使出模后的弯曲件获得要求的形状和尺寸。 (l) V型弯曲，如图2a所示。可在凸模和凹模上同时减小一个回弹角，使工件回弹后恰好等于所要求的角度，这种方法适用于相对弯曲半径较大，回弹较大的工件。 (2) L型弯曲，如图2b所示。凹模向内倾斜一角度△α，并同时缩小凸、凹模的间隙，单面间隙取小于材料厚度，促使工件贴住凹模。出模后工件回弹，直边恢复垂直。图2c所示，采用硬橡胶促使工件贴住凹模，补偿工件回弹。

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。

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

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。

端盖零件的冲压成形工艺及模具设计

毕业设计论文论文题目：端盖零件的冲压成形工艺及模具设计 系部材料工程系 专业模具设计与制造 班级 学生姓名 学号 指导教师

毕业设计（论文）任务书 系部：材料工程系 专业：模具设计与制造 学生姓名:学号: 设计(论文)题目： 起迄日期: 4月1日~ 5月9日 指导教师: 发任务书日期:年 4 月 1 日

毕业设计（论文）任务书

目录 绪论 (1) 第1章任务来源及设计意义 (3) 1.1 设计任务来源 (3) 1.2 设计目的及意义 (3) 第2章冲压工件的工艺性分析 (4) 2.1 冲压及冲裁件的工艺性的感念 (4) 2.2 零件工艺性分析 (4) 第3章冲压工艺方案的确定 (6) 3.1 确定工艺方案的原则 (6) 3.2 工艺方案的确定 (6) 第4章模具结构形式及冲压设备的选择 (9) 4.1 模具结构形式的选择 (9) 4.2 冲压设备的选择 (10) 第5章主要工艺参数计算 (11) 5.1 排样设计与计算 (11) 5.2 计算工序压力 (13) 5.3 计算模具压力中心 (14) 5.4 计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差 (16) 5.5 弹性元件的选取与设计 (19) 第6章选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸 (22) 6.1 确定工作零件 (22) 6.2 定位零件的设计 (24) 6.3 导料板的设计 (25) 6.4 卸料部件的设计 (25) 6.5 模架及其他零部件设计 (25) 第7章模具的总体装配 (29) 第8章模具工件零件的加工工艺 (30) 8.1 冲裁模凸、凹模的技术要求及加工特点 (30)

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

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