模具制造过程中的模具受压变形的准确预测13最终

外文文献翻译姓名：徐春节班级：材料成型及控制工程学号：12013315天津科技大学外文资料翻译1模具制造过程中受压变形的准确预测D.DelPozo&L.N.LópezdeLacalle&J.M.López&A.Hernández摘要在这项工作中一个方法论方案的提出减少复杂模具的两个试出和交货时间。该系统的有限元模拟沿冲压工艺的结果按工具行为标准得到高性价比的模具冲压的最佳设计。模具的主要几何，组件的修改和推荐的功能参数都应该提出考虑。模具变形在模具压制过程是在这项工作中的主要研究内容。随着拟议的方法的发展和研究，芯片制造商能够避免在模具制造过程中由于模具生产中模具变形而产生的不对称形状的误差。同时，时间的手动调整和抛光减少了30％。实例深入解释了实验证据。关键字：试用冲压模具数值模拟有限元分析法按弹性1.引言在这项工作中分析的问题主要是在试模阶段由于必要的手动抛光工序而产生的额外的模具变形，这会影响模具的成型质量。而这个阶段的手动抛光是操作手册上最后一道工序必不可少的一步。在这项工作中，制造工具和模具所受压力的结构特性都应当充分考虑，以及这些因素的具体的计算方法也应该得到不断发展，使其能够在研究中得到准确的数据。金属板材成形是一种基于丰富的生产实践经验和经过多次理论试验和反复的误差循环及修正的重要的模具生产工艺。Tekkaya，是一种分析工业生产需求模拟金属板料成形且大量利用有限元分析法的方法。也就是说，利用这类方法，可以进行元件类型和商业程序板材仿真模拟，包括将昂贵的商业软件包用于金属板材的成形模拟的一系列工业流程，以便得到其具体数据。现在主要的软件包一般专门面向模具制造商和汽车生产工具。尽管这些软件对刚性模具成形工艺进行了过程分析，但是金属模具制造过程中的变形和成形压力却没有考虑到，而这可能引起一些产品缺陷和误差，影响工业生产。迄今为止，许多使用有限元分析法进行金属变形分析的研究主要集中在模拟金属材料的流动顺序，但事实上，这些分析方法都是在假定模具是完全刚性的前提条件下进行一系列分析计算。chodnikiewicz等人阐述了一种方法途径，它是一种用于校准测量金属成型时受压的系统，由于金属成形操作的工人知道模具成型天津科技大学外文资料翻译2时除了产生模具生产必要的力之外，还产生一部分外力导致金属模具的变形。虽然其相比较金属模具成型的最后一部分所允许的最大力的公差而言，这些力产生的误差是比较小的，但是仍然不容忽视。曹坚等人提出了另外一种通过设计和控制手段生产下一代冲压变量压边力金属模具的金属板料成型方法。Rosochowski[6]中使用的程序为考虑到金属模具变形和部分回弹，主要表现在净成型工艺。R.lingbeek等人[7]提出了一种用在回弹补偿工具钣金产品的方法，得出的结论是对工业深冲产品的精度结果还没有达到可以被行业接受的水平。Thomas等人推荐的程序可以从模具的有限元模拟冲压过程中获得可靠和准确的结果。但Hernández等人讨论了一种结合与运用数值模拟设计辅助系统CAETROK的方法。Lopez等人通过实验研究了使用的新开发的实用程序中的准备阶段，和使用CAM软件来解决CNC程序拟订由于相关的成形工具的特殊变化用于目前汽车车身先进高强度钢（AHSS）部分。锻造压力机做为一个特殊的螺旋压力机，有一个类似的处理，陈和廖[12]报道的最佳模具设计的目消除了锥形平方米的冲压皱纹杯子和阶梯式矩形杯，采用有限元分析通过检查的工艺参数的影响，如模间隙和压边力。Tor等人[13]应用了基于知识的黑板框架在级进模设计冲压工艺规划，尽管在合作的决定异质知识源制作环境中缺乏了适当的组织结构体系。Dequan等人分析了以智能冲压工艺知识为基础的系统规划：冲压工艺的可行性，最优算法的布局设计，智能化带布局和力量计算等方面，Tang等人解决了基于DFS（设计冲压）系统实施冲压性评价导向，以零件形状分析和成本估算，以及基于产品特征的研究和基于系统的知识体系使设计人员能够进行冲压性自动评估的智能化问题。Pilani等人发现了一种混合动力车在钣金模具设计智能系统方法成形，作为为一体的综合决策支持环境仿真和成形过程的分析，这种方法无论是在最初的模具设计阶段以及试用阶段都可以运用。在三个进行了一些实验性的测试公司已经验证，由于工具变形这些效果可以达到十分之一毫米的大小，在专利中提出的考虑到模具受压变形，制造模具的过程中这些变形量有一定的毫米的形变量范围。在这项工作中，有一个全球的方法[18]，那就是为了考虑到行为机械组冲压模具的工具结构，假设两者组件不是刚性固体，并且受压变形，尽管这些变形量小，但是在量级制造零件公差的范围内。这种方法已经为冲压机作为试出模具的有效制造者提供了依据[19]。第2节介绍的大模具的变形加工。第3节讲述了冲压模具的工作行为的过程模拟中提出的议题在不断发展。第4节解释了这种变形是如何影响冲压模具的加工制造的。第5节中说明了这种方法也测试了在工业应用中的示例，在这个环节中也计算出了变形模拟机床的模具表面情况。第6节是对该结论的具体解释。2大模具在工作中的变形天津科技大学外文资料翻译3由于高速加工技术的最新技术（HSM），它有可能在达到一个精度高模具制造水平。然而，由于大负荷冲压工艺（400－1500），金属成型模具的变形是在弯曲过程中形成的，所以它没有被纳入考虑的范围内。变形结果的一部分由模具材料所经历的后果特性决定；然而，大部分的变形是由于模具结构及其刚性的缺乏。结合这两个因素的定义就得出模具的总挠度。由模具所经历的变形的幅度是相当大的。因此，有必要进行一定手动操作，目的是修改形状以补偿模具表面的挠度。这一过程的手工工作在板凳上需要专业化人力，导致模具的价格更高。在初步研究中，模具参数的变化设计已被认为是能获得有用的设计标准，这使得模具的设计具有最大的刚性和从最初的概念设计的最小变形相（见表1）模具结构参数/模具影响变化高中低固定螺丝的直径X应用负载X穿孔高度X增加宽度X模具肋板结构X模具侧边肋板的机构X穿孔强度X模具侧边的曲线形式X表1模具设计参数对模具设计的影响结果，如图1所示，在一定的毫米范围内，这个基于冲压模具受压接触的变形的模拟的假说设想是完全严格的。模具的变形完全符合变形量的规定范围。图1初步结果：（1）三维视图，（2）三维底视图根据DIN55189几何的协议用于金属板材成形验证是：并联加强和滑块，在天津科技大学外文资料翻译4引导的松动滑块，偏转加强。这后一测量协议1200T的液压机，以达到75％负载，给人为0.85mm的值。这个问题可以相比，双支梁下的屈服负载的压力。这个值已被有限元（FE）方法计算出来了。有了这些前提，已被提出的方法模拟在压模中的行为，因为它已经证明，这种效果是巨大的影响，这是两种变形的总和：冲压模具和变形。3.提出冲压模具工作行为的模拟方案本节将说明在图2所示的过程，对于冲压模具的工作行为的模拟方案。在图2的列左，在一个典型的全球流动模具制造公司，提出建议方法与他们的关系有一方面是正确的。他们在一个典型的模具制造公司的过程中用一个三维零件模型开始，以一个测试或实践完成工具和预验收的一系列的最后一部分[20]。工艺步骤是：1。“方法计划”或冲压工艺的定义在冲压过程中实现分析。分析通过对冲压过程的仿真验证检查成形性。仿真工具（3DCAE）使用时，考虑到模具受压布局，所需零件的材料及数量操作。输出是工艺周期表。2.在三维设计中实现了完整的模具设计系统。全套的完整和详细设计模具实现用于生产铸模的和具体的部件和系统的元件。这组管芯是专为所有的操作（绘制，修整，环境规则）的方法计划中定义。设计（3DCAD）工具被使用。输出的三维设计操作和材料清单。3.材料的供应，这是涉及到三个主要项目类型：铸造件，材料块常规尺寸和商业元素。4.CAM的阶段，那里的工作集中在模具表面加工过程。可能是主要问题加工冲压模具时，有可能损坏模具表面。软件（3DCAM）和CNC机器被使用。要遵循如下流程[21]：半成品工作材料的选择和编制的主要步骤，粗加工冲压模具，留下的默认精度从1.5达5毫米，使用切刀具路径和间歇铣切削策略，半精加工用留下一个几乎不变的默认目标约0.2-0.3毫米，精加工走刀的目的是达到模具最终要求的表面处理要求。5.所有元素的装配系统物料供应组装到操作机械的冲压模具。这个阶段实现的全套方法的计划明确了模具的具体规格。6.试模验收，其中人工抛光实现了模具部件的手动操作，并且模具被客户所接受，符合客户的具体要求。拟议的方法假定两个第一步骤实现[22]。以这种方式，开始点是模具表面的目标零件和三维设计的几个重要点：模具、冲压和要素支撑。这个以下是方法的步骤：1.模具的计算机辅助设计：模具、冲压和模具边，根据自身定位操作（CATIAV5），在相同的CAD中简化冲压机的三维几何图形，包括加强和打滑。天津科技大学外文资料翻译5压力分布材料操作方法工艺方法循环三维零件模型三维CAE仿真工具三维CAD辅助设计工具图2模拟建议方法2.基于计算机辅助设计的几何形状，一个有限元（铁）用于静态结构分析模型下列项目：冲压过程分析应用三维模具设计模具三维模型：绘制，修饰，形式材料供应：铸造模具：绘制，修饰，制造；普通尺寸的材料；商业元素CAM阶段：粗加工的主要形状：铣削切削；加工策略；半精加工（0.2-0.3毫米）；精轧孔型（HSM）系统组装：电气，气动…应用实验和采纳采用三维CAD模式FE模型机械集团：模具冲压网格元素：固体三维网格•冲压-摇枕•空白支撑架•模具接触面上的二维网格•枕模冲压模•穿孔模型边界条件•模具的支持•固定装置荷载应用力：位置、分布、接触元件•枕模•模冲•穿孔材料特性：模具和冲压部件•杨氏模量•泊松比•穿孔密度…求解计算结果：应力，应变，变形画模•穿孔•空白支架•模具压力简化：支撑板，滑块应用：接触面变模冲：修正模具的计算机辅助设计，基于模具表面的加工（加工）变形图。天津科技大学外文资料翻译63.网格。网格是由2种类型：三维用于接触的固体和二维网格表面。三维网格是由四面体组成的四个节点组成的元素—的机械组分：模具、冲压模具冲压和压边；支撑滑块。二维网格由三个节点组成的薄壳单元从接触表面创建：加强模具，冲床—滑动，模冲。这是后者的表面目标此后的目标接触面。4.边界条件考虑的支撑冲压及固定装置（见图6），其中冲压视为一个双重支撑梁。5.负载是由冲压通过施加的力在他们的位置相应的柱面。6.所定义的二维网格的接触元件接触面，如步骤2。7.基于模具和压力机的材料特性模型元素的组成部分：弹性模量弹性，泊松比，密度等。8.求解。计算的求解器可以是思想，CATIAV5、NASTRAN、ANSYS等。9.结果。计算结果是应力，完整组的应变和变形。通过处理变形导致接触—模具与冲压表面之间的表面得到了模具表面的变形图。10.应用。有2种应用的可能性这个变形图：修正后的几何图形得到的变形图接触面或模具的计算机辅助设计，或通过应用到它的加工过程中，在完成一步，用于模具的初始表面，基于关于这个预测变形。第一个解决方案是不接受的客户，冲压模具设计与模具设计。因此解决变形问题的唯一途径是根据凸轮工具零件的修改变形预测值。这个想法是通过机械加工消除额外变形，因为一般的冲压表面是机械加工制造的零件，模具表面加工形成一个等于模具壁厚的偏移量。由于该模具的穿孔行为压屈，显示出冲压与模具是相反的（见图3）。目前，唯一避免这个问题的方法是进行手工抛光的人工工序。这就是为什么这个过程是如此的劳动密集型和昂贵。图3冲模行为4变形对加工的影响一些测量可以在模具冲压成功获得部件后来进行。以这种方式可以得到模具天津科技大学外文资料翻译7和冲压的距离（部分厚度加上之间的距离在其操作位置公差）。这个距离是由于偏转，并且被称为“间隙/限定“（参照图4）。冲模冲之间的间隙显示出的是，虽然部分是对称的，它的值是不是恒定的并且它们是不对称的。这是由于肋结构适用于模冲头，以便轻巧。图4模冲裁模挠度的测量使用铅锤销执行测量过程具有限定尺寸的长度。这些垂直引脚在位于准点水