固定支架的沖壓工藝分析與模具設(shè)計

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1、固定支架的沖壓工藝分析與模具設(shè)計1、相關(guān)定義1.1、冷沖模的定義和分類一、冷沖模的定義在常溫下,把金屬或非金屬板料放入模具內(nèi),通過壓力機和安裝在壓力機上的模具對板料施加壓力,使板料發(fā)生分離或變形制成所需的零件。這類零件稱為冷沖模。二、冷沖模的分類及成形特點1、拉延模:將平板毛坯在壓力機上拉延,得到曲線形空心件或覆蓋件。2、修邊模:將平的、空心的或立體實心零件多余外邊切掉。3、沖孔模:將零件內(nèi)的材料以封閉輪廓分開,使零件得到孔。4、翻邊模:用拉深的方法使原沖孔的孔邊形成凸緣。5、整形模:將原先壓彎或拉深的零件通過模具壓成所需形狀。1.2、模具與板料材料的定義考慮沖壓模擬過程中的

2、模擬需要分別錄入模具和板材的材料參數(shù)。使用隱式求解器對有限元軟件計算彈性變形的參數(shù)有楊氏模量和泊松比。如果考塑性的話,需要材料的真實應(yīng)力應(yīng)變曲線。由于后續(xù)分析中不僅僅使用隱式求解器,由于隱式求解器在計算大型模型時計算成本過高,分析的多種方案中會考慮使用顯示求解。故材料中也需要提供密度。模具和板材的彈性性能如表5.1所示。表5.1使用的材料Tab5.1Theuseofmaterials楊氏模量/MPa泊松比密度/T/mm3模具材料(球墨鑄鐵)2000000.37.80E-09板材材料(BL104LA)0.37.56E-09對于板材材料的塑性參數(shù),可以根據(jù)材料的拉伸試驗獲得。獲得

3、的拉伸曲線見圖5.6所示。由于拉伸試驗測量出來的是名義應(yīng)力應(yīng)變曲線,在有限元分析時使用的是真實應(yīng)力應(yīng)變曲線。故通過公示5.式中e為真實應(yīng)變,ε為名義應(yīng)e2=所變∫示可以進行變換。,12d得x到=的ln真(1實+應(yīng))力應(yīng)變曲線如圖5.6所(示5.。2)37沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文圖5.6真實應(yīng)力應(yīng)變曲線Fig5.6Thetruestressstraincurve1.3、碰撞干涉檢測問題的定義碰撞干涉檢測問題剛一開始不是作為一個特定的方向來研究,剛開始是研究涉及一60些相對運動和空間布局的相關(guān)問題,問題也比較明顯和局限,算法的復(fù)雜度也不是很高。例如組合體裝配的干涉問題和沖壓模具運

4、動過程中的碰撞干涉檢測問題,我們一般是應(yīng)用將被檢測的零件進行求交的辦法來解決。但是隨著越來越多新技術(shù)的不斷應(yīng)用,這些新技術(shù)的發(fā)展為碰撞干涉檢測的研究提出了新的內(nèi)容和要求,算法的可靠性,準確性,應(yīng)用范圍的要求都很大程度上提高了算法的復(fù)雜程度。碰撞干涉檢測問題要求在空間和時間都存在的情況下,迅速準確地檢測出物體在運動時發(fā)生的碰撞,我們可以在得到碰撞發(fā)生的同時對這些運動體做出在滿足設(shè)計要求下的相應(yīng)調(diào)整,從而可以避免物體在運動時發(fā)生不應(yīng)有的碰撞和干涉。我們可以從數(shù)學(xué)角度來定義碰撞干涉檢測問題:定義時間t為自變量,t的取值范圍為[t0,t1];定義有M個物體,用M1,M2,M3,,Mn

5、來表示;它們在空間中的準確位置是以t為自變量,以[t0,t1]為定義域的函數(shù)f1,f2,f3,,fn。我們所定義的碰撞干涉問題就是研究這些物體在同一時間域的相同時刻它們是否存在公共的空間。根據(jù)以上我們對碰撞干涉檢測問題的數(shù)學(xué)定義,了解到物體所占有的空間是和時間有很大關(guān)系,我們由此引出動態(tài)干涉檢測和靜態(tài)干涉檢測的概念。動態(tài)干涉檢測:動態(tài)干涉檢測和經(jīng)歷時間有關(guān)系,物體的空間位置是跟隨時間的變化而變化的,這也就是之前提過的碰撞檢測。可以分為兩種不同的情況:①在所限制的空間中一個物體是運動的,其他參照物相對靜止。比如列車在鐵軌上運動,列車是運動的,鐵軌是靜止不動的。②在所限制的空間中

6、至少有一對物體在相對運動的情況。比如數(shù)控機床上的加工刀具和機床上的導(dǎo)軌在機床上就會發(fā)生相對運動。靜態(tài)干涉檢測:靜態(tài)干涉檢測和時間沒有關(guān)系,物體所在空間的位置不隨時間變化,但是它的位置是由其他參數(shù)定義的,我們判斷有幾個物體是否存在公共的空間占有。裝配過程中的干涉檢測和虛擬現(xiàn)實技術(shù)當(dāng)中的空間布局問題就屬于靜態(tài)干涉檢測的范疇。但是,在這里我們研究的不管是動態(tài)干涉檢測還是靜態(tài)干涉檢測,其主要的目的就是為了避免物體之間發(fā)生不必要的碰撞,在產(chǎn)品設(shè)計的過程中,相應(yīng)提前進行的碰撞干涉檢測試驗就可以提前預(yù)見設(shè)計中的缺陷,為更改初始設(shè)計提供好的參考和依據(jù)。確保61產(chǎn)品的設(shè)計要求和質(zhì)量要求。1.4

7、、分析步的定義此模擬過程共有3個分析步,分析步類型為默認的Static,General,把Nlgeom都設(shè)為On。分析步1:將板料中面的端點沿豎直方向的位移固定,防止板料初始移動,在壓邊圈頂面上設(shè)置一垂直向下的速度v2=0.0001mm/s,這個速度很小,是為了使壓邊圈70第6章模具壽命預(yù)測更好的與板料相接觸。此分析步時間為0.1s。分析步2:去除分析步1中對板料中面端點的約束以及壓邊圈頂面施加的速度,施加10MPa的壓邊力,凸模向下有一小位移,即U2=-0.01mm,使凸模和板料之間的接觸關(guān)系平穩(wěn)的建