毕业设计（论文）PPT答辩-基于CADCAE的方盒件变压边力冲压成形工艺设计

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1、基于CAD/CAE方盒件变压边力冲压成形工艺研究答辩人：王忠贤导师：张卫高级工程师论文研究的主要内容1.论文研究的背景及意义2.方盒件冲压成形研究的国内外研究现状3.方盒形件冲压成形工艺理论分析4.方盒形件冲压成形的仿真模型建立5.方盒形件冲压成形变压边力分析和研究6.总结与展望1.论文研究的背景及意义拉深是板料冲压成形中的主要成形方式,在汽车、航空航天、石油化工等诸多等领域均有广泛的应用。方盒形件广泛应用于电子部件和汽车部件中，如电池盒、半导体盒和汽车反光镜、汽车油箱等。在实际生产中拉深件多为非轴对称形状，而方盒形件是典型的非轴对称形的拉深件，在方盒形件

2、拉深过程中材料的变形较为复杂，因此以方盒形件为研究对象对拉深工艺作进一步的探讨更具有实际意义。2.方盒件冲压成形的国内外研究现状传统的方法进行冲压件工艺分析时，为了避免材料成形过程中出现断裂、起皱、颈缩等不良影响，必须反复修改成形加工的某些参数或修改模具形状，使得工艺过程耗资大、产品开发周期长，已不能适应激烈的场竞争和现代工业的发展要求。传统的压力机在冲压过程中压边力一般为恒定值，这制约了材料的成形性能，也影响了冲压件的尺寸精度和稳定性。为了获得更好的成形质量，变压边力控制曲线对成形性能的影响和变压边力预测成为目前冲压技术研究的关键技术之一。国内外对变压边

3、力展开了大量的研究，主要集中在冲压成形工艺、变压边力和板料冲压成形CAE分析方法等方向上。3.方盒形件冲压成形工艺理论分析方盒件冲压成形时，拉深变形总是与弯曲的胀形等其他方式的变形同时发生。其成形机理非常复杂，而对方盒件成形理论的探讨还处于初级阶段，本文对拼焊板成形理论的分析主要包含以下三个方面：(1)方盒件冲压成形的基本原理(2)方盒件冲压成形的变形特点(3)方盒件冲压成形的主要拉深失效形式(1)方盒形件冲压成形的基本原理方盒形件可以看作由直边部分及圆角部分组成，因此方盒形件的拉深成形是圆角部分拉深、直边部分弯曲两种方式的组合。宽度为L的板料在冲压力、压

4、边力和圆角半径为的凸模、圆角半径为、转角半径为、截面宽度为B的凹模共同作用下，被拉入凸模和凹模之间的间隙里，成为开口的方盒形件。3.方盒形件冲压成形工艺理论分析(2)方盒件冲压成形的变形特点：①由于金属向直边流动，使得径向应力在角部的分布是不均匀的，拉应力在圆角中间处最大，直边中间处最小，而且平均拉应力比相应圆筒形件的拉应力小的多，于是减小了危险断面的载荷，不易被拉断，故盒形件的成形极限较高；②拉深时，压应力的分布也如同拉应力分布不均匀，在圆角中间处最大，直边中间处最小，如果直边较长，中间部分压应力近似为零；③最大拉应力和最大压应力均出现在角部，因而破裂、

5、起皱等现象也多在角部发生，远离角部的直边部分一般不会产生起皱；④由于变形速度的不一样，从而导致应力分布不均匀。3.方盒形件冲压成形工艺理论分析3.方盒形件冲压成形工艺理论分析(3)方盒形件拉深工艺主要失效形式：（1）起皱起皱是指在原为光滑的平面或曲面上出现褶皱的现象。起皱是板料拉深成形中的一种有害现象，轻微的起皱会影响产品的形状精度、尺寸精度以及表面质量等，而严重的起皱可能会妨碍和阻止加工过程的顺利进行。（2）破裂破裂是拉深失稳在薄板冲压成形中的主要表现之一。在以拉为主的变形方式中，板料往往过度变薄甚至拉断，这种现象实质上和起皱一样，也是变形不能稳定进行的

6、结果。（3）回弹回弹是指在板料成形结束阶段，随着变形力的释放或消失，成形过程中存储的弹性变形能要释放出来，引发内应力重组，进而导致零件整体形状改变。回弹是板料成形中不可避免的现象，它的存在影响零件成形精度，增加试、修模以及成形后校形的工作量。4.方盒形件冲压成形的仿真模型建立方盒形件是薄板金属冲压中较难成形的一类零件，并且在其成形过程中的变形特点具有一定的典型意义，因此很有必要对其进行数值模拟。4.方盒件冲压成形的仿真模型建立（1）确定方盒形件的尺寸：在PRO/E中建立凸模、凹模、板料的模型，在草绘状态下绘制凸模、凹模、板料的尺寸。对于凸模和凹模草绘后进行

7、拉深，拉深深度为20mm；对板料草绘后填充。（2）根据工件尺寸利用Pro-e建立方盒形件的*.igs格式文件：对生成的实体模型单击文件，保存副本，文件类型选择*igs，单击确定，在输出IGES窗口，选取曲面，坐标缺省，单击确定。这样就能把相应的模型转换为*igs文件，供Dynaform调用。同时将相应的实体模型保存以便在后面改变模具参数重新建模所用。4.方盒件冲压成形的仿真模型建立方盒件冲压工艺模拟与分析前处理：（1）将*.igs数据导入DYNAFORM并对模型进行单元网格化处理；（2）定义板料的材料与属性，模具间距；（3）定义凸模的运动和压边力；（4）对

8、模型进行有限元计算。4.方盒件冲压成形的仿真模型建立方盒件冲压工艺