亚洲日韩精品一区二区二三区四区_日本精品一区二区三区在线观看_中文字幕永久在线视频网_久久的视频在视频精品观看久久_欧美一区二区三区爱爱精品视频 _亚洲免费日韩无码系列_中文字幕资源站第一页_五月婷婷六月丁香自拍偷拍_好深好紧好真爽免费视频_精品无码AV一二三一区日韩专区

 
1 引言 

板料沖壓成形后存在回彈，回彈是沖壓生產中的主要缺陷之一。合理地設計模具是減小回彈的有效方法。傳統的任意三維型面的成形，在補償回彈變形時一般仍采用"試錯法"(trial-and-errox)。這種方法需要操作者有很高的技能和豐富的經驗，并且成功與否伴有一定的偶然性。對復雜的鋁車身覆蓋件，在模具試制階段僅為補償回彈的修模時間就需半年多，所以，傳統的"試錯法"耗費了大量的財力和時間。 

隨著計算機硬件和軟件技術的提高，使有限元數值模擬技術成功地應用到薄板成形領域，能夠比較準確地預測沖壓件成形中的各種缺陷。如果板料成形回彈預測準確，并巨采用數值迭代方法完成補償過程的時間少于現在實際生產中采用的"試錯法"，那么采用數值模擬方法將大人節約模具開發資金和縮短新產品研發周期。 

本文提出基于數值模擬迭代過程的"循環位移補償"設計模具方法，并將其應用于一小型鋁合金三維板料成形的模具補償過程;通過多次循環計算得出合理的模具形狀，最終獲得形狀精度高的工件。 

2 基于數值模擬補償回彈的循環位移補償法 

"循環位移補償"的模具設計力法就是利用有限元數值模擬計算回彈量來修正模具型面，其步驟是:從初定的模具型面的結點位移反向減去模擬計算的相應結點回彈量，得到用于補償回彈的模具型面。金屬板料首先用試探模具(對于第一次循環，試探模具形狀和工件相同)成形，計算成形回彈后的工件形狀。此工件與目標工件比較，如果存在的形狀誤差超出容許值，就從模具形狀中減去形狀誤差，得到新的模具型面。在下一循環中，金屬板料將用這一新的試探模具型面成形。如果成形工件的形狀與目標工件誤差仍超出容許值，將再次從試探模具型面反向減去這一循環的形狀誤差，得到更新的模具型面，進人下一循環，直到成形的工件形狀滿足要求。 

具體計算過程為:首先按目標工件形狀建立凸凹模型面，應用軟件ANSYS/LS-DYNA動態顯式模擬簿板成形;把成形前板料的單元結點坐標及成形分析得到的沖壓件成形后的結點位移分別存人數據文件、heel. dat和form. dal，把數據文件Loan. dat和數據文件sheet. dal相加可得到目標工件的結點坐標數據文件part. dal;把動態顯式模擬得到的、保存有兒何形狀和應力的成形工件用靜態隱式進行卸載過程模擬，得到的結點回彈位移存入數據文件springback. dat，把part. dat和springback. dal的相應結點位移坐標數據相加，得到成形回彈后的工件形狀結點坐標，存人數據文件newpart. dal;比較文件part. dat和newpart. dat，即可得出試沖工件與目標工件的型面誤差;如果試沖工件與目標工件的型面誤差較大，將從newpart. dat按一定比例減去springback. dat，得到考慮回彈后應成形的工件形狀文件newform.dat。 

為建立新的沖壓模具形狀，在三維CAD軟件UG中利用newform.dat中工件坐標點云生成有實際板厚的片體，拾取片體的部分表面通過偏移生成模具型面。把得到的新模具型面數據文件以IGES格式存儲轉人到分析軟件ANSYS/LS-DYNA中，進行新的成形-回彈-誤差分析過程。下面就這種基于回彈預測的模具型面設計的過程和效果給出一個算例。 

3 數值模擬補償回彈的模具型面設計算例 

3.1 有限元模型 

模擬的沖壓工件如圖1所示，具有以下特點:(1)工件曲率小，成形時塑性變形不充分，回彈較大;(2)工件尺寸小(坯料尺寸100 mm*80mm) ,可縮短數值模擬計算過程迭代時間，便于在配置低的微機上短時間內完成;(3)金屬板料成形時，在壓邊區域不會出現褶皺，可避免分析褶皺問題;(4)YZ截面呈U型，沖壓件底部平面與壓料面曲率相同，側壁部分與XY平面有一定夾角。

圖1 三維零件圖

由于工件形狀對稱，在工件截面A-B(x=0)處和裁面A-C(z=D)處的二維形狀可代表整個三維形狀，如圖2和圖3所示，且有限元模型取整體的1/4，如圖4所示。

單元類型為BT殼單元，板料單元尺寸為1.0mm * 1. 0 mm,板厚方向積分點數為5個，圓角處單元數為7個，應用3參數Barlat屈服準則.板料選用東北輕合金的鋁板5754 M，其成分及單向拉伸實驗得到的材料性能參數見表1及表2。

3. 2循環計算及結果

首先，對該沖壓件進行成形--回彈的有限元數值模擬。模具形狀和目標工件匹配，完全成形時的沖壓件如圖5所示。沖壓件的回彈預測結果如圖6所示，從圖中可以看出，回彈變形很不均勻，工件上D處的回彈變形最大，可達0.72 mm;翼邊BD和CD回彈較大，回彈量沿BD邊由B點的0.1 mm到D點增大至0. 72 mm, CD邊回彈變形量。

其次，為了減小工件的形狀誤差，根據回彈計算結果對模具形狀進行了兩次修正，分別在三維建模軟件UG中將回彈變形按50%和70%比例反向施到工件模型的結點坐標上，得到修正后的工件形狀點云，該點云在UG中被用來生成片體。由于在UG中利用結點坐標點云形成片體時，需要使用剪切面把點云外的多余片體部分剪除掉，在CAD模型中會留有多余的剪切線;同時，在補齊凹模圓角和板料支撐面時，面與面之間的邊線不一定共享，所以為了便于劃分單元網格，有必要把CAD模型中多余的線刪除掉，一般采用Hypermesh處理。但由于本算例CAD模型較簡單，是在ANSYS/LS-DYNA前處理中對CAD模型進行處理，再補上板料的模型，就得到了完整的CAD模型。

得到修正后的沖壓件形狀，然后對此工件形狀向上偏移1個板料厚度(模具采用剛性殼單元劃分，單元厚度和板料厚度相同。)得到凸模形狀，并上移1個沖壓行程確定凸模位置;對工件形狀向下偏移1個板料厚度，得到凹模形狀;補齊凹模圓角和板料支撐面，得到模具型面(圖10)，最后以ICES文件記錄，作為下一次成形回彈循環模擬計算的模具CAD模型。

在建立了CAD模型后，建立有限元模型，進行下一次成形-回彈模擬計算。計算表明，本算例僅需要二次循環、兩次補償修正就使得到的模具型面成形的工件與目標工件的誤差非常小。第三次循環計算得到的工件與目標工件及采用的模具型面在A-B, A-C, B-D和C-D截面處的偏差如圖11和圖12所示。可以看出，所得工件的形狀尺寸偏差顯著降低，最大偏差處(D點)僅為0.1mm所得工件與目標工件型面吻合的非常好，如圖13所示。

4實驗驗證

通過實驗驗證循環位移補償法設計的模具補償回彈的效果。制作兩套模具，分別根據目標工件和反向補償得到的模具型面的數模生成的數控代碼在數控銑床上加工得到，如圖14所示，由凸模、凹模組成。在兩套模具上各進行了8次實驗，實驗所得工件如圖15所示。

由于實驗試件小，若在大噸位液壓機上進行實驗，位移控制不準確，且在成形工件上施加大的校正力，也不會出現預想的回彈，所以實驗是在WE-108型材料實驗機上進行。WE-108型材料實驗機的工作臺和活動橫梁無T型安裝槽，凸凹模不能利用模架緊固在上面，所以僅設計加工了凸凹模。實驗時，板料依靠模具上事先劃好的線定位，而凸模的定位依靠在本身和板料上劃的線與凹模對正。另外，為了對比采用三坐標劃線測量機測得的工件數據和數值模擬數據，測量的軌跡應和數值模擬時板料劃分的結點對應。前面零件上C-D截面和B-D截面也是節點的位置，但由于是零件的邊界，實際上無法測得準確值，所以在實驗前在板料上還劃了便于三坐標測量的軌跡線，靠近試件邊界劃線的位置分別離邊界是5個和3個單元格，見圖1中的EF和FG線。

圖11 第三次循環的工件與目標工件在A-B和C-D截面的尺寸偏差

[1] [2] 下一頁