钣金成型例题讲解要点
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钣金箱体设计实例讲解钣金箱体是一种常见的机械零件,它广泛应用于各种设备和机器中,起到保护和固定的作用。
在本文中,我们将以一个实际的钣金箱体设计实例来讲解其设计过程和注意事项。
我们需要确定钣金箱体的设计需求。
比如,箱体的尺寸、形状、材料要求、装配方式等等。
这些需求将直接影响到箱体的设计方案和制造工艺。
接下来,我们可以根据设计需求开始进行设计。
首先,我们需要绘制箱体的草图,包括箱体的各个面板以及连接方式。
在绘制时,需要考虑到箱体的强度和稳定性,确保设计的箱体能够承受预期的负载和环境条件。
在设计过程中,我们还需要考虑到制造工艺的要求。
钣金加工是一种常见的制造工艺,它可以通过冲压、折弯、焊接等方法将平板金属加工成所需的形状。
因此,在设计过程中,我们需要考虑到钣金加工的可行性,避免设计出无法加工或加工困难的结构。
我们还需要注意到箱体的密封性和防护性能。
钣金箱体通常需要具备一定的密封性,以保护内部设备免受灰尘、水汽等外界环境的侵入。
因此,在设计过程中,我们需要考虑到密封件的选择和安装方式,确保箱体具备良好的密封性能。
箱体的外观和表面处理也是设计中需要考虑的因素之一。
钣金箱体通常需要经过喷涂、电镀等处理,以提高其耐腐蚀性和美观性。
在设计过程中,我们需要考虑到表面处理的要求,并与制造商进行沟通,确保设计的箱体能够满足这些要求。
我们需要对设计的箱体进行验证和测试。
通过实际的测试和验证,我们可以评估箱体的设计是否满足需求,是否具备足够的强度和稳定性。
如果发现问题,我们需要及时进行调整和改进,直到设计满足要求为止。
钣金箱体的设计是一个复杂的过程,需要考虑到多个因素。
通过合理的设计和制造,我们可以得到一个具备良好性能和外观的钣金箱体,满足设备和机器的需求。
希望通过本文的讲解,读者能够对钣金箱体设计有更深入的了解。
钣金基础知识培训讲义(计划3个课时,共6小时)一、视图知识讲解1、介绍六视图形成:主视图。
左视图。
右视图。
俯视图.仰视图.后视图.重点:观察点定位.图(1)国内图纸以I、III象现为基准,国外图纸以II、IV象现为基准,国内右视图对应国外左视图;国内左视图对应国外右视图.国外图纸均有图2的图标表示。
2、一般而言,一个物件,有三个视图足以表达其结构;简单的物件只需二个视图,则完全能表达其结构;复杂的物件需要更多的视图表示,此外还可以引进剖视图,进行表达局部结构.另外,某些局部小位置需引进局部放大图,重点表达尺寸及结构。
(图2)3、展开图:在钣金加工过程中,由许多物件是由板材经剪切后折弯成型的,其最初为一块平面板材,在复杂的物件中,工程设计人员均给出其加工路线图,即展开图;、图纸分类1)零件图2)部件图3)总装图:各种图纸的区别与联系、各种图纸必须具备的图纸术语1)零部件名称、图号:)用料的规格、尺寸、数量:3)图纸所反映的物件结构;4)物件的尺寸、标注;:尺寸标注的基准线,对尺寸链概念、举例说明。
(5)物件的加工精度要求;a:表面粗糙度:衡量表面最高点与最低点之差数值,分14级。
b:尺寸公差与配合:(1)公差:A:基本尺寸B:上公差C:下公差(2)公差等级:1—14级;级数大,精度低;制造按图纸上标注等级产生,图纸未标注,按S14级(自由公差)产生。
(3)配合形式:a:间隙配合b:过渡配合c:过盈配合c:形位公差:直线度,平行度、同心度、垂直度、同轴度、平面度、真园度、单向跳动、双向跳动。
二、钣金加工的设备介绍1、剪板机2、折弯机3、卷板机4、压力机5、以及各类小型设备、工具介绍。
使用及保养三、钣金加工工艺特点(一)、落料、剪料及开胚1:剪料:通过剪板机开料、形成规则板料要求:a:开料前的检验(1):使用料是否符合要求,厚度、颜色等(2):表面质量情况(3):尺寸情况b:开料过程中的控制(1):尺寸控制、长、宽、对角线、角度:(2):数量控制(3):排料控制C:开料后物件的控制:(1):物件的标识(2):物件的堆放(3):不合格品及返工品的处置(4):边角料及废料的处置2:开胚a:使用模具冲裁开胚。
CATIA V5从入门到精通要对保存的钣金展开DXF文件,可以用AUTO CAD 等其他兼容的工程图软件打开,如图6-135所示,从中即可进行数控切割编程等操作。
图6-135 展开的钣金DXF文件Chapter 6 文件夹中有Wall on Edge.DXF文件。
钣金模块中的其他工具条都是通用的工具条,在本书前面已做过介绍。
对于钣金功能的介绍就到此为止,下面开始钣金的典型例题操作。
6.9 钣金例题(Example)遵循从易到难的原则,本节包括两个钣金例题,下面对各例题的模型创建步骤进行说明。
1.快餐盘快餐盘是典型的钣金零件,经过落料、冲压、卷边等工序就可以完成钣金本体的创建。
图6-136所示是使用CATIA Generative SheetMetal Design 模块所创建的餐盘模型。
(1)新建文件,创建文件结构。
新建CATIA Part 文件,进入Generative SheetMetal Design 模块,创建参考元素节点,编辑钣金参数,如图6-137所示。
图6-136 餐盘模型图6-137 编辑钣金参数(2)创建基础钣金。
选择X-Y参考平面创建餐盘基础钣金轮廓,如图6-138所示。
退出草图后,使用Wall命令创建出餐盘的基础钣金,结果如图6-139所示。
182183创成式钣金设计(Generative SheetMetal Design) 第 6 章图6-138 基础钣金轮廓图6-139 基础钣金(3)创建餐具放置凹坑。
在上一步所创建的基础钣金上创建草绘,如图6-140左图所示。
退出草图后,使用Surface Stamp 命令创建出放置餐具的凹坑。
为了方便餐具的取放,这里凹坑的宽度不能太小,也不能太深。
结果如图6-140右图所示。
图6-140 创建餐具放置凹坑 (4)创建小菜放置凹坑。
使用Circular Stamp 命令创建出一个圆形的凹坑,如图6-141所示。
完成后,在模型树上凹坑特征的下面双击草绘可以对凹坑进行重定位。
钣金成形是对薄板、薄壁型材和薄壁管材等金属毛料施以外力,使之发生塑性变形或剪断,从而成为具有预期形状和性能的零件加工方法。
钣金成形 对薄板、薄壁型材和薄壁管材等金属毛料施以外力,使之发生塑性 变形或剪断,从而成为具有预期形状和性能的零件加工方法。
飞行器钣金零件的特点是尺寸大、刚度小、外形复杂。
生产的特点是品种多、批量小、成形方法多样化。
钣金零件种类 飞行器钣金零件可分为三类。
①具有气动力外形的零件:包括飞机机身、机翼、尾翼和进气道的蒙皮,导弹弹身、舵面的蒙皮,火箭发动机的燃烧室和喷管等。
②骨架零件:包括纵向、横向和斜向构件,如梁、桁条、隔框、翼肋等。
③内装零件:包括燃料、操纵、通信等系统以及生活服务设施中的各种钣金件,如油箱、各种导管、支架、座椅等。
对飞行器钣金零件的基本要求是:具有气动力外形的零件有准确、光滑、流线的曲面形状;骨架零件能以最小的自重保有最高的结构效率;所有钣金零件在规定的使用和贮存期限内具有要求的强度、刚度以及抗疲劳、抗腐蚀和耐热等物理化学性能。
飞行器钣金零件不但形状复杂,而且需要使用多种比强度高和耐热、抗腐蚀材料。
在各种材料中,用量最大的是硬铝、超硬铝和防锈铝合金。
铬-镍-钛不锈钢在火箭发动机中用量很大。
钛合金不但比强度高,而且耐热、抗腐蚀性能好,在飞行器钣金零件用料中所占的比例在不断增加,主要用于制造蒙皮、隔框和气瓶等零件。
主要工艺方法 飞行器钣金零件除采用机械制造中通用的各种冷冲压方法之外,还采取一些独特的成形方法。
①橡皮液压成形:向装于容框中的橡皮胎内充高压液体,使之膨胀,从而推动毛料按照模胎的形状形成零件。
这样形成的零件准确度高,表面无压痕。
橡皮胎是一种通用的柔性凹模,所以在工作台上可以安放多个不同形状的模胎。
液压机在一次循环中就能压出多个零件,因而效率高,成本低。
这种方法主要用于成形翼肋、隔框等浅弯边零件,所用设备为橡皮囊液压机。
②拉弯成形:先将型材毛料沿长度方向拉伸至屈服极限,然后保持拉力并使毛料按拉弯模的型面弯曲成形。
CATIA-生产用折弯钣金实例讲解-1
首先,网上关于CATIA折弯钣金的资料几乎很少,为了让大家了解一下CATIA钣金折弯在实际中的应用,现用一个实例来简单讲解一下。
以上这个机箱外壳,由于批量较少,出于成本的考虑,采用开模具冲压的方式显然是不行的,只能采用激光(数冲)下料,折弯,焊接,打磨等工艺。
这样一个箱体,采用拼接焊的话,折弯一定要标准,否则成型的箱体在形位公差上与实际有较大的偏差
首先由于整体箱体外形尺寸(450*550*700),承重结构较小,采用t1.0的冷轧钢板。
实际工厂折弯t1.0的钢板采用的的V6的刀槽。
折弯成直角的话,扣除值大概是1.7MM。
CATIA参数表的设置如下图:
导入这个表(后续讲解),CATIA对自动采用这个参数表,折弯扣除值会自动按照这个系数来进行比例加减。
下面讲解一下怎样进行简单的钣金设计
首先,打开CATIA创成式钣金设计模块,如下图
第二步
第三步
点解找到刚才的系数表,点击1.0的板材厚度
第四步
画一个简单的L形板,50*50的
拉伸并展开
展开后可以看到是98.3的这个数值,(钣金折弯的外尺寸是50MM+50MM-1.7MM的扣除值),当然了,当折弯小于或大于90度的时候,软件会自动按照你输入的系数来进行计算,只要折弯选择的刀槽是6V的时候,扣除值一般是1.7MM
下节(第二节)讲一下,系数表是怎么设置的(有问题加)。
汽车钣金技术题库1. 常用的焊接方法都可用于( )的焊接。
(A)高碳钢 (B)淬硬钢 (C)碳当量C e>0.6% (D)15MnV和15MnTi2. 不允许使用交流焊接电源的焊条是( )。
(A)E4303 (B)E5016 (C)E4315 (D)E43013. 综合性能最好的接头形式是( )。
(A)角接接头 (B)对接接头 (C)搭接接头 (D)T型接头4. ( )的成形系数是指熔宽比熔深。
(A)熔合区 (B)焊缝 (C)热影响区 (D)正火区5. 手工电弧焊时,焊条既作为电极,在焊条熔化后又作为填充金属直接过渡到熔池,与液态的母材熔合后形成( )。
(A)熔合区 (B)热影响区 (C)焊缝金属 (D)接头金属6. 焊前为装配和固定焊件接头位置而焊接的短焊缝称为( )。
(A)塞焊缝 (B)定位焊缝 (C)联系焊缝 (D)工作焊缝7. ( )坡口加工容易,但焊后易产生角变形。
(A)V型 (B)U型 (C)双U型 (D)X型8. 焊接接头其实是指( )。
(A)焊缝、熔合区和热影响区 (B)焊缝和热影响区(C)焊缝和熔合区 (D)焊缝9. 焊条的长度一般为( )。
(A)250~450mm (B)350~550mm (C)500~600mm (D)600~800mm10. 当电流过大或焊条角度不当时,易造成( ),其主要危害在根部造成应力集中。
(A)未焊透 (B)夹渣 (C)凹坑 (D)咬边11. 手工电弧焊时为了使焊接电弧能稳定燃烧,应该( )。
(A)提高电源的空载电压 (B)降低电源的空载电压(C)在焊条或焊剂中添加稳弧剂 (D)缩短焊接电缆线12. 选择坡口的钝边尺寸时主要是保证( )和防止烧穿。
(A)防止焊瘤 (B)防止烧穿 (C)防止未焊透 (D)第一层焊透13. 交流电焊机可动铁芯在焊接时发出嗡嗡响声,其原因是( )。
(A)不可动铁芯的制动螺丝弹簧太松 (B)不可动铁芯的制动螺丝弹簧太紧(C)可动铁芯的制动螺丝弹簧太紧 (D)可动铁芯的制动螺丝弹簧太松14. 电弧电压主要影响焊缝的( )。
ug钣金例题
以下是一个简单的UG钣金例题:
目标:创建一个简单的矩形钣金零件,其长为100mm,宽为50mm,厚度为2mm。
步骤:
1. 打开UG软件,创建一个新的钣金零件。
2. 在建模环境中,选择“创建草图”命令,进入草图模式。
3. 在草图中,绘制一个矩形,其长为100mm,宽为50mm。
4. 退出草图模式,选择“轮廓弯边”命令,选择草图中绘制的矩形作为路径。
5. 设置宽度为2mm,点击确定完成创建。
6. 可以使用“折弯”命令将矩形钣金折弯成所需的形状。
7. 最后保存文件即可。
这只是一个简单的UG钣金例题,实际应用中,根据具体需求和产品要求,可能需要更复杂的操作和参数设置。
钣金设计知识点钣金设计是一门重要的工程技术领域,它涉及到对金属材料进行成型与加工的各个环节。
在钣金设计中,我们需要掌握一些关键的知识点,以确保设计的质量和效果。
以下是一些常见的钣金设计知识点:一、钣金材料与性能钣金设计中使用的常见材料有钢板、铝板、铜板等,不同材料具有不同的性能和适用范围。
例如,钢板通常具有较高的强度和韧性,适用于承受较大载荷的结构件;铝板具有较低的密度和较好的耐腐蚀性,适用于要求减轻重量和提高耐久性的应用;铜板具有良好的导电性和导热性,适用于电子器件等特殊领域。
在钣金设计中,我们需要了解材料的机械性能、化学性能、热处理性能等,以便选择合适的材料,并根据设计要求进行适当的处理和加工。
二、钣金成型工艺钣金成型是指将金属板材通过冲压、弯曲、剪切等加工工艺,按照设计要求形成所需形状和尺寸的过程。
常见的钣金成型工艺有:1. 冲压:利用冲床等设备将金属板模具进行冲裁,使其成型。
2. 弯曲:通过对金属板进行加热或机械弯曲,使其成型。
3. 剪切:使用剪切机等设备将金属板材剪切成所需的形状和尺寸。
4. 焊接:将多个金属板材通过焊接工艺连接在一起。
钣金成型工艺的选择要根据设计要求和材料性能来确定,同时还需要考虑成本、工艺性能等因素。
三、钣金设计原则在进行钣金设计时,我们需要遵循一些基本的设计原则,以确保设计的可行性和有效性。
1. 结构合理性:设计的结构要合理,能够满足力学和工艺要求。
例如,在设计零件时,要充分考虑受力情况和材料特性,避免出现应力集中、变形过大等问题。
2. 制造可行性:设计的零件要考虑到制造工艺和设备的限制,以便实际加工和成型。
例如,在设计时要充分考虑材料的可加工性和成本效益,避免设计过于复杂或加工难度较大的零件。
3. 经济性:设计的产品要兼顾性能和成本之间的平衡,追求最佳的经济效益。
例如,在选择材料和工艺时,要综合考虑材料成本、加工成本、使用寿命和维护成本等因素。
四、钣金设计软件与工具随着计算机辅助设计技术的发展,钣金设计软件和工具的使用已经成为设计师的常规操作。
钣金加工—成型篇钣金件造型中常用的成型工艺钣金件的成型工艺主要以折弯、拉伸、旋压、特种成型等为主。
其中生产过程中,最为常用的主要是折弯和拉伸工艺。
同时,也是车身生产过程中最常用的部件成型工艺。
在部件生产过程中,简单的采用折弯或拉深工艺,都会使得产品外观显得精糙,质量满足不了工艺要求,如何将二者有机结合,通过互补达到良好的产品要求,就需要对成型工艺做进一步研究和分析,总结所成型产品的造型特点,灵活运用加工技巧,从而加工出造型满足工艺要求的部件。
折弯工艺是通过将板材、型材、管材等基础材料在外力作用下,变形弯曲到设计要求的曲度或角度,从而形成所加工零件的一道工序。
在材料经过折弯加工后,在折弯处形成一个圆角R,此圆角R的大小,决定了折弯加工过程中曲面弯曲的程度。
折弯时要首先要根据图纸上的尺寸,材料厚度确定折弯时用的刀具和刀槽,避免产品与刀具相碰撞引起变形是上模选用的关键(在同一个产品中,可能会用到不同型号的上模),下模的选用根据板材的厚度来确定。
其次是确定折弯的先后顺序,折弯一般规律是先内后外,先小后大,先特殊后普通。
拉深工艺是冲压工艺的一种,是指将平板毛坏或杯形毛坏在凸模作用下拉入凹模型腔形成开口空心零件的成形工艺方法。
拉深也称压延,是板金成形的基础性工艺。
用拉深成形可以制成筒形,阶梯形、锥形、半球形、盒形和其它不规则形状的立体空心零件。
拉深零件的尺寸范围很宽,直径小至1mm,大至2 m~3 m。
拉深加工的对象广泛,材料品种繁多。
因此,在日用品、电器元件、机械零件、飞机结构件和汽车要件的成形中,有着广泛的应用。
拉深工艺生产效率高,产品尺寸均匀一致,表面光洁,可实现机械化、自动化,适合大批量生产,成本低广泛应用于航空、汽车、仪器仪表、电器等工业部门和生活日用品的生产。
钣金车间基本介绍及机械制图基本知识讲义一:钣金车间基本介绍:1、钣金车间是格力电器股份有限公司生产空调钣金件的厂家。
2、空调钣金件的原材料:薄板钢卷料钣金厂现在大量使用的钢卷,因表面处理形式不同,分为涂油和钝化两种。
需要在标识牌中注明,某些特殊产品,例如出口国外的空调钣金件,有环保要求,必须使用环保的材料,标识牌也与普通的不一样,为深绿色的标牌,上面有醒目的ROHS标志。
用于喷塑件生产的电镀锌板可用相同性能的热镀锌板(涂油)替代生产,热镀锌板包括无锌花板、光整锌板。
冷轧板、热轧板原则上只用于商用机的生产。
3:指导钣金车间作业的作业指导书的名称叫“冷冲压工艺规程”。
3.1冷冲压工艺规程的说明:公司工艺部钣金工艺员为指导钣金车间利用模具生产零件做的作业指导书。
钣金车间调度(或其它生产安排者)将需要生产的零件名称和图号及数量下单给班长,由班长再安排员工进行生产。
3.2冷冲压工艺规程的三部分基本内容。
3.2.1封面叫“冷冲压工艺规程”3.2.2冷冲压工艺规程的目录叫“冲压工艺流程卡”车间生产零件时根据冲压工艺流程卡上的序号来确定模具的先后顺序,根据工艺流程卡上的序号对应的工序名称来找相应的模具,根据工艺流程卡上的班组名称确定生产班组,根据工艺流程卡上的设备名称确定最小吨位冲床或油压机。
3.2.3冷冲压工艺规程的每一步实际内容叫“冷冲压工艺卡片”。
冷冲压工艺卡片指导员工按照“操作程序及技术要求”明确该工序的操作次数,按照相应的定位靠定位,检查零件的毛刺高度,按照单件毛坯尺寸来检验剪板班的下料尺寸。
同时根据冷冲压工艺卡片的工艺附图来检验该道工序结束后的钣金零件的尺寸要求。
4:车间各班组介绍:4.1:剪板班:负责钣金车间的第一道工作。
将卷料按照冷冲压工艺规程中的下料工序内容,将薄板钢卷料开卷成一定规格的板料,再将板料按照冷冲压工艺规程的下料工序剪成。
剪板班员工下料时必须注意要检查板料的“四要素”:板料的厚度,长度,宽度,及板料的对角线长度。
汽车钣金知识--1.钣金基础知识钣金基础知识钣金工的对象是用金属钣材或各种型材通过钣金加工工艺加工成不同形状的金属构件。
汽车钣金构件在汽车制造与汽车修理中的运用是非常普遍的。
特别是汽车覆盖件大都是金属薄板制作而成,极易被腐蚀与损坏,因此钣金作业在汽车修理业中占有极其重要的地位。
而当一个好的钣金工,必须熟悉汽车钣金用的各种金属材料,了解各种材料的机械性能,了解钣金的放样、展开与下料知识,了解如何合理用料等问题,保证钣金作业的质量与效率。
第一章备料第一节汽车钣金常用的金属材料汽车钣金常用的金属材料有黑色金属与有色金属两大类。
由于性能及价格的关系,在汽车车身钣金材料中,黑色金属占90%以上,其他材料仅占不到10%。
我们了解汽车钣金用金属材料,必须了解以下几方面内容:(1)汽车钣金对金属材料的要求。
(2)常用金属材料的性能,包括机械性能、使用性能与化学性能。
(3)常用金属材料的规格、品种及在汽车上的应用。
一、汽车钣金对金属材料的要求在现代生活中,汽车既是工业、农业乃至各行各业的最重要的交通运输工具之一,也是人类日常生活中最重要的活动工具之一。
在使用过程中,汽车往往在极其恶劣的环境中进行工作,重载荷、高速度、高振动、高粉尘,而且经常日晒雨淋,工作温度非常悬殊,因而对汽车的钣金件特别是钣金覆盖件,提出了较为严格的要求。
1.良好的机械性能由于汽车在工作中经常处于高速、重载、频繁的振动状态,所以对于汽车钣金件,必须具有足够的强度、适宜的硬度、良好的韧性以及良好的抗疲劳性能,以保证汽车在正常运行中不变形、不损坏,以满足运输的需要。
2.良好的工艺性能在汽车制造与修理中,许多钣金结构件的形状是非常复杂的,为了避免钣金工作的困难,要求钣金材料必须有良好的工艺性能,即:(1)钣金材料必须有很好的压力加工性能,保证钣金工件的顺利成形,即有很好的塑性。
要有在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力。
对于冷作零件来讲,要有良好的冷塑性,如汽车车零件冲压件;对于热作零件来讲,要有良好的热塑性,如热锻件弹簧钢板、热铆铆钉等。
锥形钣金展开技巧与实例锥形钣金是一种常见的钣金加工工艺,它的展开过程是将锥形零件展开成平面形状,以便进行下一步的加工和制作。
展开技巧的掌握对于锥形钣金加工来说至关重要,下面将介绍一些展开技巧,并结合实际案例进行说明。
1. 确定展开形状:首先需要确定锥形零件的形状,包括顶部和底部的直径、高度等。
根据这些参数,可以确定展开形状的尺寸和比例关系。
例如,假设我们需要展开一个圆锥形的零件,顶部直径为10厘米,底部直径为20厘米,高度为30厘米。
根据这些参数,我们可以计算出展开形状的尺寸和比例关系。
2. 分割展开形状:将展开形状按照一定的规则进行分割,以便于展开成平面形状。
常用的分割方法有等分法、等边法等。
继续以上面的圆锥形零件为例,我们可以使用等分法进行展开形状的分割。
假设我们将展开形状分成12个等分,那么每个等分的角度为360度除以12,即30度。
3. 绘制展开图:根据分割后的展开形状,绘制展开图。
展开图应包括展开形状的各个部分以及它们之间的连接方式。
在我们的例子中,展开图应包括一个圆形和一个扇形。
圆形代表底部直径为20厘米的圆形部分,扇形代表顶部直径为10厘米的扇形部分。
这两部分通过一条直线连接起来。
4. 计算展开长度:根据展开图计算展开长度。
展开长度是指展开形状在平面上的长度,可以通过展开图的尺寸和比例关系进行计算。
对于我们的圆锥形零件,展开长度可以通过计算圆形的周长和扇形的弧长之和来得出。
5. 制作展开模板:根据展开图和展开长度制作展开模板。
展开模板是用来进行钣金加工的模板,根据它可以将锥形零件展开成平面形状。
我们可以根据展开模板进行钣金加工,将锥形零件加工成平面形状。
通过掌握展开技巧,我们可以更加高效地进行锥形钣金加工,并确保加工出的零件符合要求。
展开技巧在锥形钣金加工中起着重要作用。
通过确定展开形状、分割展开形状、绘制展开图、计算展开长度和制作展开模板等步骤,我们可以更好地进行锥形钣金加工,并获得高质量的平面形状零件。
1 钣金成型例题讲解 一、背景 当前,制造行业加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展。由于新产品、新技术的开发成本太高、开发时间过长,加上开发成果没有保障,越来越多的公司在研发、制造过程中开始注重仿真技术的应用。采用ABAQUS对加工工艺进行模拟有着诸多优点: 1.数值模拟减少了耗时的原型实验,缩短了产品投放市场的时间; 2.合理的参数设计可以降低对工件的损耗; 3.合理的坯料设计,减少了飞边,也减少原材料的浪费; 4.对模具的设计、加工提供合理建议; 5.优化加工过程,提高产品成型质量; 采用ABAQUS进行仿真模拟的目的: 1.节约开发成本 2.加快研发速度 3.提高产品质量
二、问题的描述 本实例模拟油箱的冲压成型过程。图1为实际的油箱形状,是由两个如图2所示的结构组成,考虑冲压成型过程中,它的结构的对称性,我们通过建立图3所示的结构,对其进行模拟分析,达到分析整个油箱成型分析的目的。首先,我们将通过ABAQUS/CAE完成图4所示的装配图,其中平面铝板将被冲压成型为图3的结构。
图1 图2 图3 2
三、建立模型 3.1创建成型模具-阳模 1、首先运行ABAQUS/CAE,在出现的对话框内选
择Create Model Database。 2、在主菜单model中命名新建模型为Forming example,并保存文件为examle_forming.cae。 3、从Module列表中选择Part,进入Part模块。 4、选择Part→Create来创建一个新的零件。在提示区域会出现这样一个信息。
5、CAE弹出一个如图5的对话框。将这个零件命名为punch,确认Modeling Space、Type和BaseFeature的选项如下图。输入300作为Approximate size的值。点击Continue。ABAQUS/CAE初始化草图,并显示格子。 6、在左侧工具条上点击 ,在提示栏中依次输入下表的坐标点,采用图标 连接1和2点、6和7点,采用 连接图中2、3、4点和4、5、6点。曲线不用闭合。点击按钮Done,在弹出的对话框中输入拉伸长度为296,创建拉伸壳,如图6所示。
成型模具-阳模 金属板 压边条
成型模具-阴模 图4
图5 3 7、在工具条选择Tools→Datum…,在弹出的对话框中选择Type:Plane,Method:3points,
点击OK。依次选择不在同一直线上的三个点,如下图7所示,如果想修改点的选择,可以在第三个点选中之前点击提示栏的箭头,
回退到上一步继续选择。创建的参考平面如下图8所示。
8、在主菜单上选择Shape→Shell→Revolve。在提示栏下拉菜单选择vertical and on the right,然后选择上图右所创建的上部的垂直线段,进入平面绘图视图。 9、采用图标 和 连接图中各点(如步骤6所述顺序),曲线不用闭合。 10、在主菜单上选择Add→Construction→Verticle,通过曲线最左边线段上的任何一点点击鼠标左键,然后点击提示栏上的Done按钮。在弹出的对话框中默认角度为90度,点
x y 1 -150.0 -31.1
2 -102.47 -31.1
3 -93.46 -30.28 4 -84.76 -27.86 5 1.57 39.73 6 34.2 144.40 7 34.2 200.00
图6
1 2 3 图7 图8 4
击OK完成操作。形成的图形如图9所示。如果旋转方向跟默认的方向不同,可以通过点击Flip按钮改变该方向。 11、保存文件。 3.2创建成型模具-阴模 阴模为一个刚性壳体。下面我们通过先生成一个变形实体,然后由ABAQUS/CAE的实体直接生成壳体,然后再赋予它刚体属性来完成阴模的创建。 1、选择Part→Create创建新零件。 2、在弹出的对话框中输入名字:dieoriginal,选择3D、Deformable、Solid、Extrusion。输入1000作为Approximate size的值。点击Continue。ABAQUS/CAE初始化草图,并显示格子。 3、在左侧工具条上点击 ,以(-180,-10),(180,10)为顶点画出一个矩形,可以通过在提示栏中依次输入坐标点,也可以用鼠标直接在视图中点击完成,确定拉伸长度为660,创建拉伸实体,如图10所示。 4、同步骤1、2、3操作,生成一个296×185.5×20的变形体实体零件diecut,在此基础上以185.5×20的表面为基准面生成一个旋转实体,步骤类似于生成punch零件时的第9、10步。生成的实体如图11所示。
5、进入Assembly模块,从主菜单中选择Instance→Create,在Create Instance对话框中选择dieoriginal和diecut,并选中Auto-offset from other instances,点击OK。如图所示。
图9 图10 图11 5 图12
图15 6、从主菜单中,选择Instance→Translate,选中零件diecut,提示栏区域会提示选择平移的起始点,点击平板壳的左上角的顶点,然后再点击零件die的左上角顶点(如图13所示的①和②),得到的结果如图14所示。
7、从主菜单中,选择Instance→Merge/cut,输入die作为生成的新零件,选择Cut geometry,并选中Suppress original instances,点击Continue…按钮。在视图中,选择dieoriginal零件作为被切割零件,选择diecut作为切割零件,点击Done。完成后的图形如图15所示。
8、进入Part模块,对die零件的切割边进行倒角操作。从主菜单中选择选择Shape→Bland→Round/Fillet,选择如图16所示的两条边,输入圆角半径15,回车。
1 2 图13 图14 6 9、从主
菜单中选择
Shape→Shell→From Solid,在视图区点击die零件的任何一部分,点击快捷区的Done按钮。从主菜单中选择Shape→Shell→Remove Face,只保留如图19所示的五个表面,将其余表面全部删除。 10、保存文件。 ABAQUS/CAE对非变形体不能进行Merge/cut操作,因此,我们首先生成一个变形实体,在后续的Interaction模块中,我们可以通过赋予变形体以刚体属性来完成刚性die零件的创建。 3.3创建压边条模型-holder 1、选择Part→Create创建新零件。 2、在弹出的对话框中输入名字:holderoriginal,选择3D、Deformable、Shell、Extrusion。输入1000作为Approximate size的值。点击Continue。ABAQUS/CAE初始化草图,并显示格子。 3、在左侧工具条上点击 ,以(-180,0),(180,0)为端点画出一条线段,可以通过
需要倒圆角的边 图16 图17
图19 图18 7
在提示栏中依次输入坐标点,也可以用鼠标直接在视图中点击完成,确定拉伸长度为660,创建拉伸壳,如图20所示。 4、同步骤1、2、3操作,生成一个296×185.5的变形体壳体零件holdercut,在此基础上以长为185.5单位的短边为基准生成一个旋转壳,步骤类似于生成punch零件时的第9、10步。生成的壳如图21所示。
5、参考生成die零件的第5、6、7步完成holder零件的建模。 6、进入Part模块,在主菜单中,选择Shape→Shell→Extrude,选择holder壳面,在快捷区选择horizontal and on the top,如图所示。连接下图中的多边形区域内的线段和圆弧,点击Done。在弹出的对话框中输入拉伸深度为40,点击OK。
图20 图21 选择该面作为拉伸壳参考面
选择该边作为”horizental and on the top”的边
图22
图23 8
7、对拉伸处的边生成半径为1的倒角,最终的holder模型如图24所示,保存文件。 3.4生成平板模型-blank 1、从主菜单中选择Part→Create来创建冲压平板。 2、在弹出的对话框中输入名字:blank,选择3D、Deformable、Shell、Extrusion。输入1000作为Approximate size的值。点击Continue。ABAQUS/CAE初始化草图,并显示格子。
3、采用图标 创建一条线段,两个端点的坐标分别为(-180,0)、(180,0)。点击Done按钮,在弹出的对话框的拉伸深度中填入660,点击OK。保存文件。
图24 图25 9 图26
3.4创建材料 1、进入Property模块,在主菜单中选择Material→Create来创建一个新的材料。 2、在Edit Material对话框,命名这个材料为Steel,选择Mechanical→Density,在密度栏中输入7.85E-9;选择Mechanical→Elasticity→ Elastic,在杨氏模量中输入210000,输入0.31作为泊松比;选择Mechanical→Plasticity→ Plastic,在Data栏中对应位置输入下表中的数据。击OK,退出材料编辑。
True stress (MPa) Log plastic strain 91 0.0 131 0.159 10-2
171 0.649 10-2
211 0.177 10-1
251 0.395 10-1
291 0.776 10-1
331 0.139 391 0.295
3、从主菜单中选择Section→Create,在Create Section对话框中定义这个区域为SteelSec,在Category选项中接受Shell作为默认的选择,在Type选项中接受Homogeneous作为默认的选择,点击Continue。 4、在出现的Edit Section对话框中选择Steel作为材料,输入1.2作为Plane stress/strain thickness,并点击OK。 5、在Part中选择blank,从主菜单中选择Assign→Section,选择整个Part,ABAQUS将会把你选择的区域高亮化,在对话栏点击Done,在出现的Assign Section对话框中点击OK。 6、保存文件。
3.5零件组装