综合过程模拟、Die-Design板料成形过程
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1匈牙利H- Miskolc 1 - 3515 Miskolc-Egyetemvaros、大学
电子邮件tisza.miklos@uni-miskolc.hu URL:www.met.uni-miskolc.hu:
2匈牙利汽车研究技术小组H- Miskolc—3515 Egyetemvaros集团,
电子邮件lzsolt@kugli.met.uni-miskolc.hu URL::www.met.uni-miskolc.hu
3微米金属成形H-方位分裂),3515 Miskolc-Egyetemvaros、匈牙利
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文摘:
在最近的10 - 15年,计算机辅助工艺设计及模具设计的进化其中一个最重要的工程工具板料成形过程中,特别是在汽车行业经验。这一新兴的角色是强烈的快速发展,强调了有限元建模。在这一问题,提出了一个完整的过程模拟、模具设计系统开发Miskolc大学,机械工程学系何时能够出台。该集成方案具有伟大现实的重要性提高板料成形的全球竞争力的非常重要的部分的产业。这个概念是本文描述具有某些特定价值既为过程计划和模具设计工程师。
关键词:工艺规划、Die-design、综合有限元模拟
1介绍
全球竞争要求制造工业——除了技能和经验在商店的做法,积累应该利用实践技术日益电脑辅助工程包括数值模拟和造型提供快捷、成本效益的过程设计和工具制造。应用对计算机辅助工程的各种方法已成为最重要的课题之一制造业和特别汽车工业[1]
各行各业的应用CAE技术实际上应包括完整的产品开发从产品概念设计周期通过工艺设计及模具设计制造阶段的生产。CAE技术广泛应用于板料成形,例如预测成型性、来确定的的类型和序列的制造过程和他们的参数、设计形成工具等。
[2]。应用的重要性CAE的工具变得越来越重要了制造零件成为日益增多由于先进的计算机辅助复杂提供几乎无限多的设计包可能实现他们的创造力。向设计师幻想。需要广泛的应用CAE技术被全球的需求竞争力,从而提出了一种鲁棒,呈流线型过程和模具设计工程(PDDE)变得越来越重要的[3]。
在本文中,整合各种CAE技术知识和仿真技术的基础系统(KSBS)将被描述通过板料成形过程的例子实践。这对板料成形中的成形有限元模拟技术[4] 和工业应用极大地影响了汽车钣金产品设计、模具开发、模具建设和调试和生产冲压件,在过去的几十年里。在今天的模具和冲压行业、仿真模具发展虚拟甄审之前生产实验中一个关键业务为交货期减少,降低成本和提高质量[5] 全球竞争驱动高质量的要求,降低成本,缩短交货期。所有这些新的趋势创造新的挑战的冲压件仿真和生产应用。
2短历史回顾
金属板料成形是一种最广泛的制造过程中应用制造工业。由钣金零件能提供,用适当的设计,高强度的体重有关比率。他们正在越来越多地采用小通过汽车电气元件对大型飞机工业结构不同目的。尽管越来越多的板料成形过程的应用,想不到小定量设计的信息是可得到的技术资料。大多数公司使用内部指南,基于零件设计经验几何学和使用的材料,具体公司[6]
而这样的设计指南极为有用和实用,他们却没有一定详细考虑的根本选择一个给定的设计原因。因此,当一个新部分,一种新材料、新工艺介绍了整套经验的设计指南必须重新和修改。因此,有必要开发通用设计基于金属成形分析方法系统的实验研究。这一趋势可以清楚地观察到发展的各种各样的知识系统的设计钣金件和工艺规划的[7]成型过程
和许多其他的金属应用过程中形成,规划设计的板料成形模具能受益于一个结合以知识为基础的系统的应用和工艺造型。最近,许多公司正在申请CAD / CAM 技术和知识为基础的专家系统提高和部分自动化死设计和制造功能[8]。
阐述了几个节目包装为金属成型过程Miskolc大学在机械工程学系。在他们,一般系统的工艺设计板料成形过程进行了进步死亡应该提及[9]
在该系统中,主工艺规划和die-design功能知识纳入一个专家系统。它有一个模块化结构的良好定义的任务每个模块和数据,并提供流线型信息流之间的各种模块。
它由一个几何模块为创造,进口和出口对象几何、摘要确定适宜的试验空白模块的形状,
大小和嵌套一片空白,工艺设计模块设计的基于过程序列经验规则和技术参数、一种工具设计模块设计的工具和选择标准尺寸,工具/ CNC数控岗位准备程序处理模块数控/数控加工工具的元素。成形模拟板料成形过程中技术及其工业应用极大地影响了汽车钣金产品设计、模具开发、模具建设和调试和生产冲压件,在过去的几十年里[10]
它不仅导致巨大进展金属板料成形的基本理解,形成机理、数值方法,但也是工业应用的卓有成效的范围内工业生产[11]。
汽车模具及冲压行业受益大部分来自冲压成形的模拟。技术进程加快的历史转型汽车模具、冲压件的发展从一个tryout-based车间实践科学,技术驱动的工程解决方案。这应用可归纳和利益遵循[12]:
?冲压模拟作为设计生产力(vlsi)评估和工具产品造型设计验证了表面确保formable单产品设计;
?这可作为工程工具死亡冲压模具的发展。
?这可作为工具来缩短试一试模具调试生产,从而显著降低模具成本和交货期。?这可用于作为解决问题的工具生产故障再现制造问题,而提供的解过程控制的改进。
?这可用于作为仿真生产指导使用的模拟量输出开车相一致,死工程死建设,生产冲压件。
3一体化的过程规划
DIE-DESIGN板料成形过程中
由于全球竞争-这是特别适用于汽车工业——在那里是一个全面的需求,提高系统的运行效率两个工艺设计和模具设计阶段,以及减少时间和产品开发成本,缩短交货期。它需要高效地利用仿真技术从最早的阶段,产品的开发给反馈进行必要的每一步当它以修正和改进最小成本。这一原则的原理了仿真过程流程图规划和基础模具设计,如图1。
图1 .基于工作流仿真工艺设计及模具设计
用这个方法,冲压缺陷最小化甚至之前剔除真正的死亡施工阶段。如果任何修
正或重新设计需要,
它可以立即进行,一个非常美丽的国家短的反馈时间,从而导致了太多如果有必要死在光滑,选拔呢显著缩短时间与更少开发成本。
在模具设计进一步不足的过程,既大多数的仿真程序并不提供死亡建设足够的细节,可以很容易用于大部分的CAD 系统来完成模具设计的任务。这种短缺可能被克服结合CAD 和有限元系统通过特殊接口模块,能提供平滑、连续、可靠的数据交换这两个人之间的重要的部分设计过程。这个解决方案将会描述通过例子汽车板金零件使用NX Unigraphics(4.0版)为辅助设计系统,和AutoForm 4.05为有限元软件包,然而,在这里,可以采用的原则被采纳其他方案[13]。
先进的CAD 模型的组成,是由产品设计工程师在UG-NX CAD 系统作为一个实体模型。然而,专用有限元系统通常需要对板料成形表面模型。因此,在出口前部分模型曲面模型应该被创造出来。这个函数是在大多数CAD 系统有。根据仿真需求,即使我们可以决定这表面上、中、下部)将会是多少出口到曲面模型。
在大多数情况下,工艺设计工程师想要知道是否正确,开始各组成部分可以加工成形性与计划操作。因此,在进口表面组件模型AutoForm 输入首先是一个快速发电机,可行性研究应该要做。
这AutoForm 有极适合模块为了这个目的:在所谓的“一步法模拟模块,该成形即使做了分析我们没有任何信息或者只是很少形成的工具。使用这个一步模拟程序,一个快速的决定修改的部分是必需的。
除了在这个非常早期的成形性验证阶段的产品开发,更进一步的重要的可能性这个模块中提供包括吗轻微的修改,分析研究部分替代资料类型和等级、或不同厚度不同,材料成本估算和优化等。
即使一步法仿真取得了较好的成型性,最后的决定对整个过程实现之后才可以做表演尤其对增量模型详细形成的关键步骤。这个详细的模拟我们需要已经很详细的知识的工具和工艺参数。以前,大多数死亡的表面被创造在通用CAD 系统,这是一个费时的程序,通过这种方法吗这几乎是不可能的整合的几何形状修改入一个自动模拟和设计优化程序。然而,之间的联系。AutoForm CAD 系统与Unigraphics 提供了一个结合的连接。这种整合不仅有很大的影响提高了工艺设计的速度和效率和模具设计,而且极大地提高了数据一致性。这个集成、活性表面成型工具可以来自进口
该组件的表面模型利用多提供有用的可能性Die-Designer房颤模块创建的表面,作为粘结剂和附录所谓的表面,可以参考推导了用于快速冲床和模具的表面。用了这些表面参数化方法论提供了一个数量级快死的一代比传统的。面对CAD系统。应用参数化使也能把表面生成优化算法来确定最优死表面不同工艺参数,太。主要本文的目的的优化是提高质量产品和可靠性(鲁棒性)形成过程。在这一优化,最重要衡量标准如下:1)裂纹标准(如下。该发生的也没有裂缝细化标准);2)(如下。稀疏的不应超过一个明确的价值);3)起皱的标准(即没有皱纹可以发生);4)标准(即拉伸最低整体伸展要实现)。这些标准主要是评估的基础上,结合成形极限图板材的材料。定义集设计变量,
其影响在形成过程、上了优化模具表面可以学于一体的综合性仿真环境。通过这种综合的解决方案,影响和灵敏度的工艺流程及设计分析了参数容易导致改进工艺技术、鲁棒性和更多最佳成形工艺和模具,连同缩短开发时间、更好的产品质量,和少拒绝
4结论
应用各种方法的计算机辅助工程具有重要的和中心作用板料成形过程中最新发展关于整个产品开发的周期。各行各业的应用方法和技巧CAE的活动产生显著发展:原试误为基础的车间实践不断转化为科学和技术驱动的工程解决方案。
本文提出了一个集成的方法以知识为基础的系统的应用和有限的介绍了元素模拟。应用该
知识和仿真的基础理念整个产品开发周期——从通过工艺规划的概念设计模具设计作为集成CAE工具-提供nificant在设计和优点制造阶段。板料成形仿真结果今天已经可靠准确的足够的,即使调试工具和时间消费可能会消除或试用过程至少有显著降低。因此,综合本文阐述了解决结果
明显的交货周期,更好的产品质量,因而更划算设计和生产。
确认
该研究的资助匈牙利科学院属于国家科学基金会奖助金(OTKA NI- 61724),这是欣然承认。
参考文献
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