圆筒件拉深成形工艺分析和模具设计毕业设计(论文)
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题目:圆筒拉深件:如下图,材料;spcen生产批量年产20万件。
请设计其冲压之总装配图及模具主要零件的各零件图(任选一副模具,如:首次拉深模或后续拉深模)。
圆筒拉深件目录1 引言···································1.1冲压模具发展历史和国外冲压模具发展状况···············1.2 冲压模具行业发展现状及技术趋势···················1.3 我国模具水平与国际先进水平的差距··················2 工艺分析····························2.1材料····························2.2生产批量··························2.3 形状与尺寸·························2.4 精度·························3 工艺尺寸的计算····························3.1 确定切边余量····························3.2 计算毛胚直径····························3.3 拉升系数···························3.4 拉深工序的直径···························3.5 拉深工序的高度··························3.6 拉深模间隙··························4生产方案··························5排样方案和计算材料利用率··························6计算落料和每次拉深的刃口尺寸··························7凸凹模圆角半径的确定··························8冲压力的计算·························4.1 落料力·························4.2 卸料力·························4.3 压边力·························4.4 拉深力·························9冲压设备的选择·························10拉深的工件序图························5.1 首次拉深························5.2 第二次拉深························11 零件图························6.1 凹模和凸模························6.2 总装配图························1.引言1.1冲压模具发展历史和国外冲压模具发展状况我国考古发现,早在2000多年前,我国已有冲压模具被用于制造铜器,证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。
摘要随着中国工业不断地发展,模具行业也显得越来越重要。
本文针对带凸缘圆筒形零件的拉伸工艺性及拉伸工序过程,列举其中一次拉深并完成模具设计。
介绍了筒形零件冷冲压成形过程,经过对筒形零件的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究,按照不降低使用性能为前提,将其确定为冲压件,用冲压方法完成零件的加工,且简要分析了坯料形状、尺寸,排样、裁板方案,拉深次数,冲压工序性质、数目和顺序的确定。
进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算,并设计出模具。
同时具体分析了模具的主要零部件的设计,冲压设备的选用,凸、凹模间隙调整。
列出了模具所需零件的详细清单,并给出了合理的装配图。
关键词冲压件/带凸缘圆筒形拉伸件/拉伸工艺/拉深模设计WITH FLANGE CYLINDRICAL DEEPDRAWING DIE DESIGNABSTRACTAs China's industrial development unceasingly, the mold industry also appears more and more important. This paper belt of flange cylindrical parts stretching manufacturability and stretching process process, list one time deep drawing and complete the mold design. Cold stamping process of cylindrical parts is introduced, after mass production of the cylindrical parts, parts quality, parts structure, and use requirement analysis, research, according to not reduce the usability for the premise, to identify it for stamping parts, complete parts processing, with stamping method and the brief analysis of the blank shape, size, layout, cutting board, deep drawing, stamping process in nature, the determination of number and order. The technology force, pressure center, mold working parts dimension and tolerance of calculation, and design the mold. At the same time, concrete analysis of main components of the mold design, the selection of stamping equipment, convex and concave die clearance adjustment. Lists the mould needs a detailed list of spare parts, and gives the reasonable assembly drawing.KEYWORDS stamping parts, flange cylindrical stretching, stretching, deep drawing die design process目录1 前言 (1)1.1 模具的概论 (1)1.1.1 冲压与冲模 (1)1.1.2 我国冲压现状与发展方向 (2)1.1.3 国外模具发展趋势及行业特点 (2)1.1.4 模具设计及加工技术的现状 (3)1.1.6 冲模的零部件 (4)1.2 冲压件工艺分析 (5)1.2.1 冲压加工的经济性分析 (5)1.2.2 冲压件的工艺性分析 (5)1.3 本设计要求 (6)2 工艺方案 (7)2.1 工艺性分析 (7)2.1.1 拉深件的结构与尺寸 (7)2.1.3拉深件材料 (7)2.2 设计方案的确定 (7)3 主要工艺参数计算 (8)3.1 确定排样、裁板方案 (8)3.1.1 工艺分析 (8)3.1.2 确定修边余量 (8)3.1.3 坯料直径 (8)3.1.4 排样 (9)3.1.5 压力中心的确定 (10)3.2 拉深工艺的计算 (10)3.2.1 压边 (10)3.2.2 总拉深系数 (10)3.2.3 预算拉深次数 (10)3.2.4 确定首次拉深工序件尺寸 (11)3.2.5 确定拉深次数及以后各次拉深的工序件尺寸 (12)3.2.6 第二次拉深直径和高度 (13)3.2.7 第三次拉深直径和高度 (13)3.2.8 修边 (14)3.2.9 拉深速度 (14)3.3 工艺力计算 (14)3.3.1 拉深力 (14)3.3.2 压料力 (15)3.4 压力机的选择 (16)3.4.1 初选压力机 (16)3.4.2拉深功 (16)3.4.3压力机电动机功率 (16)3.4.4功率校核 (17)4 拉深模设计 (17)4.1拉深模具结构设计 (17)4.2模具工作部分尺寸计算 (17)4.2.1 凸凹模间隙 (17)4.2.2 凸凹模圆角半径 (17)4.2.3凸凹模工作尺寸及公差 (17)4.3标准件的选取 (18)4.3.1 模架 (18)4.3.2下模座 (19)4.3.3上模座 (19)4.3.4 导柱、导套 (19)4.3.5 销钉 (19)4.3.6 螺钉 (20)4.3.7 模柄 (20)4.3.8带螺纹推杆(顶杆) (20)4.3.9 打杆 (20)4.3.10 打杆螺母 (21)4.3.11 橡胶的选取 (21)4.3.12 橡胶螺杆 (22)4.3.13 ;螺杆螺母 (22)4.3.14 模柄紧固螺钉 (22)4.4模具非标准件的设计 (22)4.4.1 拉深凸模的设计 (22)4.4.2拉深凹模的设计 (23)4.4.3 凸模固定板设计 (24)4.4.4压料圈的设计 (24)4.4.6 托板的设计 (25)5 压力机的校核 (25)6 模具装配图 (26)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 前言板料冲压是金属加工的一种基本方法,他用以生产各种板料零件,具有生产效率高、尺寸精度好、重量轻、成本低并易于实现机械化和自动化等特点。
《球形件反复拉深成形新工艺有限元模拟及试验研究》篇一一、引言随着现代制造业的快速发展,球形件因其独特的结构特性和广泛的应用领域,如航空航天、汽车制造等,受到了越来越多的关注。
球形件的成形工艺对于其质量和性能具有重要影响。
本文针对球形件反复拉深成形新工艺,进行了有限元模拟及试验研究,旨在优化工艺参数,提高球形件的成形质量和效率。
二、球形件反复拉深成形新工艺概述球形件反复拉深成形新工艺是一种基于传统拉深成形的改进工艺。
该工艺通过多次反复拉深,使材料在多次变形过程中逐渐适应模具形状,从而达到更好的成形效果。
新工艺具有成形质量高、材料利用率高、生产效率高等优点。
三、有限元模拟3.1 模型建立本文采用有限元分析软件,建立了球形件反复拉深成形的三维有限元模型。
模型考虑了材料的非线性、接触非线性以及几何非线性等因素,以真实反映实际工艺过程。
3.2 材料参数及边界条件在有限元模拟中,根据实际材料性能,设定了材料的弹性模量、屈服强度、硬化指数等参数。
同时,根据实际工艺条件,设定了模具与工件之间的摩擦系数、压边力等边界条件。
3.3 模拟过程及结果分析通过有限元模拟,得到了球形件反复拉深成形的全过程。
模拟结果显示,新工艺在多次反复拉深过程中,材料流动更加均匀,成形质量更高。
同时,通过分析模拟结果,得到了不同工艺参数对成形质量的影响规律。
四、试验研究4.1 试验材料及设备试验采用实际生产中的球形件材料,主要设备包括拉深机、模具、测量设备等。
4.2 试验方案及步骤根据有限元模拟结果,设计了试验方案。
试验过程中,通过调整工艺参数,如压边力、拉深速度、模具间隙等,观察球形件的成形质量。
同时,利用测量设备对球形件的尺寸、形状等参数进行测量,以评估其成形质量。
4.3 试验结果及分析通过试验研究,验证了球形件反复拉深成形新工艺的有效性。
试验结果显示,新工艺可以提高球形件的成形质量和效率,同时降低材料消耗和生产成本。
与有限元模拟结果相比,试验结果具有较好的一致性。
南充职业技术学院毕业设计说明书题目: 圆筒件冲压模具设计系部: 机电工程系专业: 模具设计与制造年级: 2004级三普模具班指导老师:学生姓名:学号:2006年12月6日目录1. 前言 (2)2. 分析冲压件的工艺性 (2)2.1零件冲裁件工艺性分析 (2)2.2零件拉深工艺性分析 (4)2.3材料分析及其机械性能 (5)3. 计算毛坯展开尺寸 (6)4. 排样及裁板方式的经济,并计算材料利用率性分析 (6)4.1. 材料的利用率 (6)4.2. 排料方式和材料的经济利用率 (7)4.3. 根据材料利用率选择裁板方式 (8)5. 工序次数的确定 (9)6. 确定工艺方案并对工艺方案的技术、经济综合分析比较 (10)7. 确定各工序模具结构型式 (11)7.1设计落料、拉深件复合模 (11)7.2导向装置 (15)7.3固定与连接零件 (16)8.选定模具结构型式的合理性分析 (17)9. 凸、凹模工作部分尺寸、公差的计算 (17)10.冲压工艺卡 (18)总结与体会 (19)致谢词 (19)参考文献 (20)1.前言本次冲压模具的设计,主要是设计圆角冲压模具,其中包括了模具的设计步骤、计算方法,零件图及装配图等内容,充分体现了清晰的设计思路,合理的安排布局,严格按照相关标准选取设计所需资料,保证了设计的准确性,但其中仍有不足及错误,有待改进。
本次设计的主要目的是熟悉设计模具的基本步骤和将理论知识与实际联系在一起,使我们在以后工作中能更好地设计模具。
2.分析冲压件的工艺性根据产品图样,分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求及所用材料的性能等是否符合冲压工艺的要求。
良好的冲压工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、占用设备数量小、模具结构简单而寿命高、产品质量稳定以及操作简单方便等。
在分析审查中若发现冲压件的工艺性差,则应会同设计人员,在保证产品使用要求的前提下,对冲压件的形状、尺寸、精度要求乃至选材进行必要的修改。
XX 科技学院题目:圆筒形冲压模设计班级:汽配姓名:专业:模具设计与制造指导教师:答辩日期: 2017年5月10日目录1绪论 (3)1.1 国内模具的现状和发展趋势 (3)1.1.1国内模具的现状 (3)1.1.2 国内模具的发展趋势 (4)1.2国外模具的现状和发展趋势 (5)1.3 深圆筒拉深件模具设计与制造 (6)1.3.1深圆筒拉深模具设计的设计思路 (6)1.4 设计题目 (6)2深圆筒件工艺分析 (7)2.1 拉深件的工艺性分析 (7)2.2 拉深工艺计算和工艺方案的确定 (7)2.2.1 工艺方案的确定 (8)2.2.2 计算毛坯尺寸 (8)2.2.3确定是否用压边圈 (8)2.2.4拉深次数的确定 (9)2.2.5排样及相关的计算 (9)2.3 压力、压力中心计算及压力机的选用 (9)2.3.1压力计算 (9)2.3.2压力机的选用 (9)3 模具的结构设计3.1 模具工作部分的计算 (10)3.1.1拉深模的间隙 (10)3.1.2拉深模的圆角半径 (11)3.1.3凸凹模工作部分的尺寸和公差 (11)3.1.4选用模架、确定闭合高度及总体尺寸 (13)3.2 模具零件的结构设计 (14)3.2.1拉深凹模 (14)3.2.2拉深凸模 (14)3.2.3打料块 (14)3.2.4导柱、导套 (14)3.2.5压边圈 (14)3.2.6其他零件 (15)3.3 模具总装图 (16)4 深圆筒模具的安装与调试4.1 深圆筒模具的安装 (17)4.1.1拉深模的安装要求 (17)4.1.2拉深模的安装 (17)4.2 深圆筒模具的调试 (18)4.2.1拉深模的调试要点 (18)4.2.2调整方法…………………………………………………………19,205 结束语 (21)参考文献 (22)1 绪论目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。
圆筒形件落料拉深冲孔复合模设计毕业论文目录绪论 (1)第1章零件的工艺分析 (2)1.1 零件的材料分析 (2)1.2 零件的结构分析 (2)1.3 零件的工艺性分析 (2)第2章确定冲压工艺方案 (3)2.1 零件毛坯的尺寸计算 (4)2.1.1 弯曲毛坯尺寸的确定 (4)2.1.2 拉深次数的确定及尺寸计算 (4)2.2 拟定冲压工艺方案 (4)2.3 圆筒件拉深的变形分析 (5)2.3.1 拉深变形过程圆筒形件是最典型的拉深件 (5)2.3.2 拉深过程中坯料的应力与应变状态 (6)第3章模具总体结构设计方案 (9)第4章主要工艺参数的计算 (10)4.1 确定排样与裁板方案 (10)4.1.1 采用纵裁 (10)4.1.2 采用横裁 (10)4.2 计算该工序的冲压力及选择设备 (11)4.2.1 冲压力计算 (11)4.2.2 压力机标称压力的确定 (12)4.3 弹性卸料装置的选用 (12)4.4 出件装置 (13)第5章模具工作部分尺寸的计算 (13)5.1 落料时凸、凹模尺寸计算 (13)5.2 拉深件凸、凹模尺寸计算 (14)5.3 冲孔凸、凹模尺寸计算 (15)5.4 凸、凹模圆角半径 (16)5.5 弯曲凸、凹模设计 (16)5.6 冲裁间隙 (17)5.6.1 间隙对冲压模具寿命的影响 (17)5.6.2 间隙对冲压工艺力的影响 (17)5.6.3 间隙值的确定 (17)5.7 模架的选择 (18)第6章模具零件的设计 (20)6.1 工作零件 (20)6.1.1 动模上的凸凹模(落料凸模与拉深凹模) (20)6.1.2 定模上的凸凹模(拉深凸模与冲孔凹模) (21)6.1.3 落料凹模 (22)6.1.4 冲孔凸模 (23)6.2 模架的零件 (23)6.2.1 模柄 (23)6.2.2 上模座和下模座 (25)6.3 导向零件 (27)6.3.1 A型导柱 (27)6.3.2 A型导套 (28)6.4 模具的其它零件 (30)第7章模具装配图 (30)7.1 三维装配图 (30)7.1.1 定模座 (30)7.1.2 动模座 (31)7.1.3 模具总装图 (31)7.2 二维装配图 (32)7.3 模具装配顺序 (33)7.3.1 模架的安装 (33)7.3.2 凸模、凹模和凸凹模的装配 (33)7.3.3 总装 (34)参考文献 (35)致谢 (36)第1章零件的工艺分析1.1零件的材料分析08F钢强度、硬度很低,而塑性、韧性极高,具有良好的冷变形性和焊接性,正火后切削加工性尚可,退火后导磁率较高,剩磁较少,但淬透性、淬硬性极低。
毕业设计(论文)设计(论文)题目阶梯圆筒的落料拉深复合模具设计学生姓名指导教师20**年1 月4 日学院(系)专业毕业设计论文任务书一、题目及专题:1、题目冲压模具设计2、专题阶梯圆筒落料拉深模具设计二、课题来源及选题依据课题来源:企业开发研制产品需要。
选题依据:根据学生所学专业及教学大纲要求,结合相关企业实际生产需要及设计模式,促使学生将所学专业基础知识及专业知识具体应用到实践中,培养其理论联系实际的能力。
三、本设计(论文或其他)应达到的要求:1.根据零件的使用条件、技术要求、形状和尺寸,确定该零件的冷冲压工艺方案(包括排样图);2.选择各工序冲压设备,填写冲压工艺过程卡;3.设计本工序的工装设备(模具);4.绘制全套模具图(工序图、排样图、装配图和零件图);5.撰写设计计算说明书一份,字数约10000字符。
摘要此次毕业设计是由蔡昀老师亲自指导,设计一副简单的复合模具,经过数个月的设计,基本完成此次设计的任务。
此副模具主要是阶梯圆筒形零件的设计,采用落料﹑拉深两道工序相结合的复合模,本人经查阅相关书籍﹑资料以队此副模具所用到的相关公式﹑数据做出了一个准确的依据。
此副模具的设计一共分为四章,和其他模具的设计一样,首先第一章是对零件进行了工艺分析,接着对工艺方案进行了比较,最终确定采用先落料拉深后切边的工艺方案,然后画工序图﹑经过计算选择冲压设备。
第二章是选择冲模类型以及结构形式,接着是一些模具设计的相关数据计算。
第三章是对模具凸模﹑凹模加工工艺过程以及加工工艺方案的确定,最后填写凸凹模加工工艺规程卡以及编制凸模数控加工程序。
第四章是设计总结﹑谢辞以及参考文献。
本人在设计过程中得到了其他同学的大力支持,并有蔡昀老师的息心指导,在此表示诚恳的感谢。
由于本人水平有限,此次设计难免还存在一些缺点和错误,恳请阅读者批评指正。
目录第1章冲压工艺设计 (1)1.1 零件的工艺分析 (1)1.2 制定冲压工艺方案 (3)1.3 画工序图 (4)1.4 初选冲压设备 (6)1.5编制冲压工艺卡 (8)第2章冲压模具设计 (10)2.1 冲模类型及结构形式 (10)2.2 模具设计计算 (10)第3章模具主要零件加工工艺设计 (14)3.1 制定凸凹模加工工艺过程 (14)3.2 填写凸凹模加工工艺规程卡 (16)3.3 编制凸模或凹模数控加工程序 (19)第4章设计总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第1章 冲压工艺设计1.1 零件的工艺分析此零件形状为阶梯圆筒形件,需要采用落料,拉深,切边三道工序,通过计算确定拉深次数。
摘要阶梯形零件在拉深成形的过程中,毛坯变形区的变形与应力基本与圆筒形件拉深相同。
但是此类零件的复杂性与多样性,决定其拉深次数与工序的安排与圆筒形件拉深相比存在很大的不同点。
并且在拉深的过程中受到许多因素的影响,容易出现拉裂、起皱、减薄、拉深不充分和回弹量过大等问题。
因此,利用有限元分析软件Dynaform 模拟拉深,可以清楚的看到成形过程中存在的缺陷,进而利用数值模拟的结果优化冲压工艺与模具设计的方案,大大的缩短了研发周期。
本文首先分析了该零件的结构特点,探究一次拉深的可行性,根据一次拉深的数值模拟结果,分析危险部位,进而提出改进的方案。
其次根据阶梯形件的拉深规则与零件的结构特点,确定拉深次数,拉深顺序。
根据设计的各工序的凹模造型分别在不同压边力,不同毛坯直径,不同凸缘半径,不同拉深方式,不同工具运动速度等条件下在Dynaform软件里进行拉深模拟,选取成形质量最佳的作为下一工序的毛坯,通过不断地模拟优化最终得到该复杂阶梯形圆筒件的最佳拉深参数。
最后根据数值模拟的各项参数探讨各项拉深成形参数对成形模拟结果的影响。
本文主要通过Dynaform软件对复杂阶梯形圆筒件的拉深方法及各次拉深造型的确定进行研究,探讨数值模拟的各项参数对成形件的成形效果和质量的影响,着重探讨拉深方式对回转体阶梯形件的成形质量和效果的影响,对于多次拉深成形的零件,拉深方式对成形质量的影响极大,有限元模拟分析方法在实际的生产中具有重大的意义。
关键词:阶梯形件;拉深方案;Dynaform软件;虚拟冲压速度Complex stepped cylindrical deep drawing finite element analysisAbstract:The deformation and stress of the stepped parts in the process of deep drawing forming are the same as that of the cylindrical parts.. However, the complexity and variety of the parts, the number of deep drawing and the arrangement of the process are different from the cylinder parts.And in the process of drawing by the influence of many factors, prone to crack, wrinkle, reducing thin, drawing and spring back problem. Therefore, using finite element analysis software DYNAFORM to simulate the drawing, can clearly see the forming defects existing in the process, optimization of stamping process and die design scheme and the numerical simulation results, greatly relationship development cycle.This paper first analyzes the structural features of this part, explores the feasibility of a deep drawing, and analyzes the dangerous parts according to the numerical simulation results of a deep drawing, and then puts forward the improving scheme.Secondly, according to the drawing rules of the ladder parts and the structural features of the parts, the number of the deep drawing and the order of drawing are determined.According to the design of the process of Concave die modeling respectively in different blank holder force, different diameter of blank, under the condition of different flange radius, different drawing methods, different velocity and in the DYNAFORM software used in deep drawing simulation, selection of forming quality best as a process of blank, through continuous simulation and optimization is finally obtained the complex stepped cylindrical parts the best drawing parameters.According to the parameters of numerical simulation, the influence of drawing parameters to the forming simulation results is discussed.This paper mainly by DYNAFORM software on complex stepped cylindrical parts drawing method and the drawing shape determine research, discusses the effects of the parameters of the numerical simulation of stamping forming effect and quality, focuses on drawing rotary stepped shape quality and effect, for multiple deep drawing parts drawing method on the forming quality of a great impact, finite element simulation analysis method in the actual production has great significance.Key words:Ladder;Drawing Scheme;Dynaform;Virtual punch velocity目次摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1课题研究的背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3课题研究的主要内容 (2)2 板块冲压成形模拟仿真软件Dynaform应用基础 (3)2.1板块冲压成形模拟仿真软件简介 (3)2.2应用Dynaform软件的一般流程 (3)2.3 Dynaform软件系统结构 (3)2.3.1前处理模块 (4)2.3.2分析模块 (4)2.3.3 后处理模块 (5)2.4本章小结 (5)3复杂阶梯形圆筒件一次拉深成形设计 (6)3.1复杂阶梯形圆筒件拉深工艺分析 (6)3.1.1拉深工艺要求 (6)3.1.2毛坯尺寸估算 (7)3.2 探究一次拉深成形 (8)3.2.1毛坯材料性能参数 (8)3.2.2理论压边力计算 (8)3.2.3模拟拉深及可行性判断 (8)3.3本章小结 (9)4复杂阶梯形圆筒件五次拉深成形设计 (10)4.1五次拉深设计依据 (10)4.2拉深工序造型结构设计 (10)4.3各工序不同参数下数值模拟与比较 (13)4.3.1第一次拉深 (13)4.3.2 第二次拉深 (14)4.3.3 第三次拉深 (15)4.3.4第四次拉深 (16)4.3.5 第五次拉深 (19)4.4本章小结 (20)5 拉深成形过程板料变化情况 (21)5.1成形极限与零件厚度分布 (21)5.2最小厚度变化情况 (22)5.3最大减薄率变化情况 (22)5.4最大主应变变化情况 (23)5.5复杂阶梯形圆筒件拉深成形参数影响探究 (23)5.5.1压边力对成形结果的影响 (23)5.5.2凸模运动速度对成形结果影响 (24)5.5.3拉深方式对成形结果影响 (24)5.5.4模具间隙对成形结果影响 (25)5.6本章小结 (26)6结论 (27)致谢 (28)参考文献 (28)桂林理工大学本科毕业设计·论文1 引言1.1课题研究的背景和意义冲压是指在常温的条件下,运用安装在压力机上的模具对板料施加压力,使得板料发生塑性变形或分离,进而得到所需要的零件的一种压力加工方法。
《球形件反复拉深成形新工艺有限元模拟及试验研究》篇一一、引言随着制造业的快速发展,球形件因其独特的结构特点和优异的性能在众多领域得到广泛应用。
反复拉深成形技术作为一种重要的金属塑性加工方法,对于提高球形件的成形精度和产品质量具有重要意义。
本文通过有限元模拟和试验研究相结合的方法,对球形件反复拉深成形新工艺进行了深入探讨。
二、球形件反复拉深成形新工艺概述球形件反复拉深成形新工艺是一种基于金属塑性加工原理的工艺方法,通过多次拉深成形,使材料在模具的作用下逐渐达到所需的形状和尺寸。
该工艺具有成形精度高、材料利用率高、生产效率高等优点,对于提高球形件的产品质量和降低生产成本具有重要意义。
三、有限元模拟方法1. 模型建立有限元模拟是球形件反复拉深成形新工艺研究的重要手段。
首先,根据实际生产工艺和设备条件,建立球形件反复拉深成形的有限元模型。
模型应包括模具、工件、压边圈等部分,并考虑材料的力学性能、摩擦条件等因素。
2. 材料性能及参数设置在有限元模拟中,材料性能和参数的设置对模拟结果的准确性至关重要。
应选择合适的材料模型,如弹塑性模型、粘塑性模型等,并确定材料的弹性模量、屈服极限、硬化指数等参数。
此外,还需考虑摩擦系数、模具与工件之间的接触条件等因素。
3. 模拟过程及结果分析根据球形件反复拉深成形的实际工艺流程,设置模拟过程中的步长、速度、压力等参数。
通过模拟,可以得到球形件在反复拉深过程中的应力、应变、温度等分布情况,以及成形的最终形状和尺寸。
对模拟结果进行分析,可以得出工艺参数对成形质量的影响规律,为试验研究提供指导。
四、试验研究1. 试验设备及材料试验研究需要准备相应的试验设备和材料。
试验设备应包括拉深机床、模具、测量仪器等。
材料应选择合适的金属材料,如铝合金、钢铁等,并确保材料的性能符合要求。
2. 试验方案及实施根据有限元模拟结果,制定试验方案。
方案应包括工艺参数的设置、模具的加工与安装、工件的准备与加工等。
圆筒形件二次拉深成形工艺分析及模具结构设计通过对某圆筒形件二次拉深成形的技术要求及成形工艺进行分析,制定出合理的冲压成形方案,并设计模具结构、分析模具结构特点及工作过程。
结果表明,模具结构设计合理,冲压过程稳定可靠,冲压件均能达到技术要求,可为同行相关模具设计提供参考。
标签:圆筒形件;二次拉深;工艺分析;模具设计1 冲压产品图纸及相关技术要求产品图纸:见图1;产品材料:10钢;材料厚度:t=2mm;技术要求:(1)落料毛刺小于0.1mm,成形后平整光滑;(2)未注圆角为R0.5mm。
2 冲压产品工艺性分析2.1 材料分析本冲压产品材料为10钢,其塑性、韧性很好,易冷热加工成形,主要用于制造受力不大、韧性高的零件,如车身覆盖件、深冲压器皿、垫片等,可用作冷冲、冷弯、冷轧、冷镦、热轧等工艺成形等。
主要相关参数如下:抗拉强度σb=335MPa屈服强度σs=205MPa抗剪强度τ=310Mpa2.2 结构分析零件为一形状较简单的有凸缘圆筒形件,底部有一Φ10的孔,口部与底部圆角半径均为R3。
2.3 精度分析零件上的尺寸为标注公差,按照惯例其精度等级都在IT14级以下,采用普通拉深就可以达到要求。
3 拉深工艺计算因零件材料厚度为t=2mm,故计算过程中圆角部分以中径为准带入。
3.1 确定零件修边余量4 二次拉深模工艺计算4.1 凸、凹模刃口尺寸计算因为第二次拉深后工序件直径为43.4mm,拉深凸、凹模间隙值仍为2.4mm,则第二次拉深模具所需刃口尺寸计算如下:4.2 拉深力计算根据以上力的计算,同时考虑零件的实际拉深高度。
5 二次拉深模具结构设计二次拉深模具结构见图2。
6 结束语本设计除了考虑到冲压产品相关技术要求外,还充分考虑了模具结构设计尽量简单化这一重要原则。
整副模具结构设计合理,冲压过程稳定可靠,模具制造成本較低,冲压产品均可达到技术要求,可为同类模具设计提供参考。
参考文献:[1]翁其金.冷冲压技术[M].北京:机械工业出版社,2000.[2]王孝培.冲压手册[K].北京:机械工业出版社,2000.。
目录1.绪论1.1引言1.2Dynaform简介2.圆筒件拉深成形工艺分析和模具设计2.1拉深工艺分析2.1.1确定修边余量错误!未找到引用源。
2.1.2毛坯尺寸计算2.1.3拉深系数和判断拉深次数2.1.4拉深力的计算2.1.5压边力的计算2.2拉深模主要零部件的设计2.2.1拉深模的间隙计算2.2.2拉深模的圆角半径计算2.2.3凸、凹模工作部分的尺寸计算2.2.4凹、凸模固定板的选择2.2.5模架的选择3.圆筒件拉深成形有限元分析4.结论参考文献致谢一、绪论1.1引言1.2 Dynaform简介基本资料在其前处理器(Preprocessor)上可以完成产品仿真模型的生成和输入文件的准备工作。
求解器(LS-DYNA)采用的是世界上最著名的通用显示动力为主、隐式为辅的有限元分析程序,能够真实模拟板料成形中各种复杂问题。
后处理器(Postprocessor)通过CAD技术生成形象的图形输出,可以直观的动态显示各种分析结果。
Dynaform 软件基于有限元方法建立, 被用于模拟钣金成形工艺。
Dynaform软件包含BSE、DFE、Formability三个大模块,几乎涵盖冲压模模面设计的所有要素,包括:定最佳冲压方向、坯料的设计、工艺补充面的设计、拉延筋的设计、凸凹模圆角设计、冲压速度的设置、压边力的设计、摩擦系数、切边线的求解、压力机吨位等。
Dynaform软件可应用于不同的领域,汽车、航空航天、家电、厨房卫生等行业。
可以预测成形过程中板料的裂纹、起皱、减薄、划痕、回弹、成形刚度、表面质量,评估板料的成形性能,从而为板成形工艺及模具设计提供帮助。
Dynaform软件设置过程与实际生产过程一致,操作上手容易。
来设计可以对冲压生产的全过程进行模拟:坯料在重力作用下的变形、压边圈闭合过程、拉延过程、切边回弹、回弹补偿、翻边、胀形、液压成形、弯管成形。
Dynaform软件适用的设备有:单动压力机、双动压力机、无压边压力机、螺旋压力机、锻锤、组合模具和特种锻压设备等。
DYNAFORM-主要特色1.集成操作环境,无需数据转换完备的前后处理功能,实现无文本编辑操作,所有操作在同一界面下进行2.求解器采用业界著名、功能最强的LS-DYNA,是动态非线性显示分析技术的创始和领导者,解决最复杂的金属成形问题。
3.工艺化的分析过程囊括影响冲压工艺的60余个因素以DFE为代表的多种工艺分析模块有好的工艺界面,易学易用4.固化丰富的实际工程经验DYNAFORM-功能介绍1. 基本模块DYNAFORM提供了良好的与CAD软件的IGES、VDA、DXF,UG和CATIA等接口, 以及与NASTRAN, IDEAS, MOLDFLOW等CAE软件的专用接口,以及方便的几何模型修补功能。
IGES 模型转入:自动消除各种孔 DYNAFORM的模具网格自动划分与自动修补功能强大,用最少的单元最大程度地逼近模具型面。
比通常用于模具网格划分的时间减少了99%!初始板料网格自动生成器,可以根据模具最小圆角尺寸自动确定最佳的板料网格尺寸,并尽量采用四边形单元,以确保计算的准确性。
Quick Set-up,能够帮助用户快速地完成分析模型的设置,大大提高了前处理的效率。
与冲压工艺相对应的方便易用的流水线式的模拟参数定义,包括模具自动定位、自动接触描述、压边力预测、模具加载描述、边界条件定义等等。
用等效拉延筋代替实际的拉延筋,大大节省计算时间,并可以很方便地在有限元模型上修改拉延筋的尺寸及布置方式。
多工步成形过程模拟:网格自适应细分,可以在不显著增加计算时间的前提下提高计算精度。
显、隐式无缝转换,eta/DYNAFORM允许用户在求解不同的物理行为时在显、隐式求解器之间进行无缝转换,如在拉延过程中应用显式求解,在后续回弹分析当中则切换到隐式求解。
三维动态等值线和云图显示应力应变、工件厚度变化、成形过程等,在成形极限图上动态显示各单元的成形情况,如起皱,拉裂等;2. BSE(板料尺寸计算)模块采用一步法求解器,可以方便地将产品展开,从而得到合理的落料尺寸。
3. DFE(模面设计)模块DYNAFORM的DFE模块可以从零件的几何形状进行模具设计,包括压料面与工艺补充。
DFE模块中包含了一系列基于曲面的自动工具,如冲裁填补功能、冲压方向调整功能以及压料面与工艺补充生成功能等,可以帮助模具设计工程师进行模具设计。
●基于几何曲面所有的功能都是基于NURB曲面的。
所有的曲面都可以输出用于模具的最终设计。
●导角单元导角功能使用户对设计零件上的尖角根据用户指定的半径快速进行导角,以满足分析的要求。
●冲裁填补功能根据成形的需要,自动填补零件上不完整的形状。
能在填补区同时生成网格与曲面。
●拉延深度与负角检查图形显示零件的拉延深度与负角情况。
●冲压方向调整功能自动将零件从产品的设计坐标系调整到冲压的坐标系。
●压料面生成功能可以根据零件的形状自动生成四种压料面。
生成的压料面可以根据用户的输入参数进行编辑与变形以满足设计要求。
●工艺补充面生成功能可以根据产品的大小、深度及材料生成一系列轮廓线。
然后将这些轮廓线生成曲面并划分网格形成完整的工艺补充部分。
还可以对生成的轮廓线进行交互式编辑。
●MORPHINGDFE模块中提供了线、曲面及网格的变形功能,可以很容易地处理POL、冲裁填补、工艺补充设计以及压料面设计。
DYNAFORM-主要应用1.冲压、压边、拉延、弯曲、回弹、多工步成形等典型钣金成形过程2.液压成形、辊弯成形3.模具设计4.压机负载分析等二、圆筒件拉深成形工艺分析和模具设计:2.1拉深工艺分析因料厚等于1mm,应按外形尺寸计算:d=20mm , h=25mm , r=6mm ,2.1.1确定修边余量错误!未找到引用源。
已知h=25mm,查《冲压工艺学》中的表4-4该选取修边余量错误!未找到引用源。
=2mm 。
2.1.2毛坯尺寸计算已知d=20mm , h=25mm , r=6mm 错误!未找到引用源。
=2mm 。
得H=h+错误!未找到引用源。
=25mm+2mm=27mm 。
根据公式4-54,计算毛坯尺寸:D==2.1.3拉深系数和判断拉深次数根据m=d/D=20/48=0.42,t/D=2.0%,查《冲压工艺学》中的表4-5,1m =0.5大于m=0.42,不符合要求,故零件需多次拉深。
1d =1m D=0.5x48=24mm;2d =2m 1d =0.75x24=18mm可知,该零件要拉深2次。
2.1.4拉深力的计算对于圆筒形件有压边圈拉深时,拉深力为:F=K πd t 错误!未找到引用源。
(其中K 为修正因数,d 为拉深件直径,t 为材料厚度,错误!未找到引用源。
为材料强度极限)查《冲模工艺与模具设计》中的表4-13得1K =1.00,2K =0.9,d=20mm, t=1mm,错误!未找到引用源。
=540MPa 代入上式,则:1F =1.00×3.14×24×1×540错误!未找到引用源。
=40694.4N 2F =0.9×3.14×20×1×540=30520.8N2.1.5压边力的计算为了防止拉深过程中凸缘起皱,生产中常采用压边圈。
在压边圈上施加压边力F Q 的大小应该适当。
压边力过大,会使拉伸件在凸模圆角处过分变薄甚至拉裂;压边力过小,则起不到防止起皱的作用。
压边力是设计压料装置的依据,压边力F Q 的大小可按下式计算:F Q =Ap=π/4[D 2-(d+2r)2]q式中,A —实际压边面积(mm );q —单位面积上的压边力(MPa ),其值可由《冲压工艺学》中表4-3查取,q=2.8错误!未找到引用源。
3.5。
代入D=48mm ,1d =24mm,2d =20mm ,r=6mm ,得压边力F Q 1=2215.584错误!未找到引用源。
2769.48N , 取F Q 1= F Q 2=2500N2.2拉深模主要零部件的设计2.2.1拉深模的间隙计算间隙过小会增加摩擦力,使拉深件容易拉裂,且易擦伤制件的表面,降低模具寿命。
间隙过大则对毛坯的校直作用小,影响制件的尺寸精度。
因此确定间隙的原则是,既要考虑板料厚度的公差,又要考虑矩形件口部的增厚现象,根据拉深时是否采用压边圈和制件的尺寸精度、表面粗糙度要求合理确定。
此件拉深模采用压边装置,经工艺计算一次就能拉深成形,直线部分的单边间隙查《冲压工艺与模具模设计》中的表4-16,选取。
Z/2=1.05t=11mm=1mm故直线部分的间隙为2.6mm 和2.2mm 。
圆角部分的单边间隙比直线部分大0.1t,即为14.mm 和1.2mm 。
2.2.2拉深模的圆角半径计算凹模的底面与侧面间的圆角半径和凸模的底面与侧面间的圆角半径根据零件要求得:第一次拉深 错误!未找到引用源。
= 错误!未找到引用源。
=(5-8)t=7mm 第二次拉深 错误!未找到引用源。
= 错误!未找到引用源。
=6mm2.2.3凸、凹模工作部分的尺寸计算直边部分的尺寸要求外形尺寸,以凹模为设计基准。
按公式:错误!未找到引用源。
=(错误!未找到引用源。
0.75)错误!未找到引用源。
可求得凹模的尺寸。
模具的制造公差取为IT10级,根据标准公差,可选取零件制造公差 错误!未找到引用源。
=0.87、0.87 模具制造公差错误!未找到引用源。
=0.10、0.084第一次拉深凹模的尺寸为:错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
=(D 0.75)错误!未找到引用源。
=(240.75×0.74)0+0.10错误!未找到引用源。
mm=23.4450+0.10mm模的厚度尺寸:H=(0.1F 错误!未找到引用源。
=(0.1×40694.4)1/3=错误!未找到引用源。
16mm(为了安全和加工方便的考虑,选取20mm )根据GB/T2851.5-90,确定凹模的外形尺寸为:90×90×20错误!未找到引用源。
凸模的尺寸由式:错误!未找到引用源。
=(错误!未找到引用源。
0.75错误!未找到引用源。
求,则凸模的尺寸:错误!未找到引用源。
=(0.75错误!未找到引用源。
Z 错误!未找到引用源。
=(240.750.74-2.6)0.100+mm=20.8450+0.10错误!未找到引用源。
mm同理的第二次拉深凹模的尺寸错误!未找到引用源。
=19.4450.100+mm ,错误!未找到引用源。
=16.8450.100+mm凹模的厚度尺寸:H=15mm (为了安全和加工方便的考虑,选取20mm ) 根据GB/T2851.5-90,确定凹模的外形尺寸为:90×90×202.2.4凹、凸模固定板的选择根据凹模的外形尺寸,按JB/T 5830-94,选取形圆固定板130错误!未找到引用源。