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1、固定支架的冲压工艺分析与模具设计1、相关定义1.1、冷冲模的定义和分类一、冷冲模的定义在常温下,把金属或非金属板料放入模具内,通过压力机和安装在压力机上的模具对板料施加压力,使板料发生分离或变形制成所需的零件。这类零件称为冷冲模。二、冷冲模的分类及成形特点1、拉延模:将平板毛坯在压力机上拉延,得到曲线形空心件或覆盖件。2、修边模:将平的、空心的或立体实心零件多余外边切掉。3、冲孔模:将零件内的材料以封闭轮廓分开,使零件得到孔。4、翻边模:用拉深的方法使原冲孔的孔边形成凸缘。5、整形模:将原先压弯或拉深的零件通过模具压成所需形状。1.2、模具与板料材料的定义考虑冲压模拟过程中的
2、模拟需要分别录入模具和板材的材料参数。使用隐式求解器对有限元软件计算弹性变形的参数有杨氏模量和泊松比。如果考塑性的话,需要材料的真实应力应变曲线。由于后续分析中不仅仅使用隐式求解器,由于隐式求解器在计算大型模型时计算成本过高,分析的多种方案中会考虑使用显示求解。故材料中也需要提供密度。模具和板材的弹性性能如表5.1所示。表5.1使用的材料Tab5.1Theuseofmaterials杨氏模量/MPa泊松比密度/T/mm3模具材料(球墨铸铁)2000000.37.80E-09板材材料(BL104LA)0.37.56E-09对于板材材料的塑性参数,可以根据材料的拉伸试验获得。获得
3、的拉伸曲线见图5.6所示。由于拉伸试验测量出来的是名义应力应变曲线,在有限元分析时使用的是真实应力应变曲线。故通过公示5.式中e为真实应变,ε为名义应e2=所变∫示可以进行变换。,12d得x到=的ln真(1实+应)力应变曲线如图5.6所(示5.。2)37沈阳工业大学硕士学位论文图5.6真实应力应变曲线Fig5.6Thetruestressstraincurve1.3、碰撞干涉检测问题的定义碰撞干涉检测问题刚一开始不是作为一个特定的方向来研究,刚开始是研究涉及一60些相对运动和空间布局的相关问题,问题也比较明显和局限,算法的复杂度也不是很高。例如组合体装配的干涉问题和冲压模具运
4、动过程中的碰撞干涉检测问题,我们一般是应用将被检测的零件进行求交的办法来解决。但是随着越来越多新技术的不断应用,这些新技术的发展为碰撞干涉检测的研究提出了新的内容和要求,算法的可靠性,准确性,应用范围的要求都很大程度上提高了算法的复杂程度。碰撞干涉检测问题要求在空间和时间都存在的情况下,迅速准确地检测出物体在运动时发生的碰撞,我们可以在得到碰撞发生的同时对这些运动体做出在满足设计要求下的相应调整,从而可以避免物体在运动时发生不应有的碰撞和干涉。我们可以从数学角度来定义碰撞干涉检测问题:定义时间t为自变量,t的取值范围为[t0,t1];定义有M个物体,用M1,M2,M3,,Mn
5、来表示;它们在空间中的准确位置是以t为自变量,以[t0,t1]为定义域的函数f1,f2,f3,,fn。我们所定义的碰撞干涉问题就是研究这些物体在同一时间域的相同时刻它们是否存在公共的空间。根据以上我们对碰撞干涉检测问题的数学定义,了解到物体所占有的空间是和时间有很大关系,我们由此引出动态干涉检测和静态干涉检测的概念。动态干涉检测:动态干涉检测和经历时间有关系,物体的空间位置是跟随时间的变化而变化的,这也就是之前提过的碰撞检测。可以分为两种不同的情况:①在所限制的空间中一个物体是运动的,其他参照物相对静止。比如列车在铁轨上运动,列车是运动的,铁轨是静止不动的。②在所限制的空间中
6、至少有一对物体在相对运动的情况。比如数控机床上的加工刀具和机床上的导轨在机床上就会发生相对运动。静态干涉检测:静态干涉检测和时间没有关系,物体所在空间的位置不随时间变化,但是它的位置是由其他参数定义的,我们判断有几个物体是否存在公共的空间占有。装配过程中的干涉检测和虚拟现实技术当中的空间布局问题就属于静态干涉检测的范畴。但是,在这里我们研究的不管是动态干涉检测还是静态干涉检测,其主要的目的就是为了避免物体之间发生不必要的碰撞,在产品设计的过程中,相应提前进行的碰撞干涉检测试验就可以提前预见设计中的缺陷,为更改初始设计提供好的参考和依据。确保61产品的设计要求和质量要求。1.4
7、、分析步的定义此模拟过程共有3个分析步,分析步类型为默认的Static,General,把Nlgeom都设为On。分析步1:将板料中面的端点沿竖直方向的位移固定,防止板料初始移动,在压边圈顶面上设置一垂直向下的速度v2=0.0001mm/s,这个速度很小,是为了使压边圈70第6章模具寿命预测更好的与板料相接触。此分析步时间为0.1s。分析步2:去除分析步1中对板料中面端点的约束以及压边圈顶面施加的速度,施加10MPa的压边力,凸模向下有一小位移,即U2=-0.01mm,使凸模和板料之间的接触关系平稳的建
