冲压成型工艺流程

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1、冲压成形工艺流程林钢重庆数码模车身模具有限公司2008年4月26日培训内容冲压成形工艺流程冲压工艺和数模造型应用实例Digidie RutoDody割码模版权所有模具开发基本流程冲压 工艺分析J模具结构菠计制造sa rm国外通常独立出来， 国内通常在艺组里7冲压工艺基本流程Diqidie RutoDody割码模版权所有5冲压工艺基本流程产品数模1生产纲领参考工艺 匸艺分析 标准零件艺 性分析制定匸序编制冲压 匚程J* i?saj * 3 分可成形分析回弹分析全序分析Diqidie RutoDody割码模版权所有6成形CAE分析基本流程Diqidie RutoDody割码模版权所有7成形CAE分

2、析基本流程CAE软件:CAD软件: UG CATIA数模造型(Surfacing)旋转点、角冲压工艺工艺数模工艺补充凸、凹模压料面拉延筋PAMSTAMPAutoFormDynaform 十 LS-DYNA Hypermesh + LS-DYNA11前处理(Pre-process)*求解 (Solver)*后处理(Post-process)有限元网 格划分冲压过程 参数设置材料参数显式算法隐式算法一步算法单元自适应口动划分接触算法>1FLC 图应力、应变 云图变薄量云图成形过程CAD软件:UGCATIA整改(ECR)Z产品设变工艺变更造型变更Diqidie RutoDody割码模版权所有8

3、冲压工艺和数模造型冲压工艺一利用冲压过程的机理，通过合理的工 序组合，冲压出合格的产品数模造型一根据工艺要求，产生工艺补充面和压 料面，实现工艺所要求的可用于制造的数模步骤：-详细了解产的形状和功能-决玄最少的工序以及毎道工序所做的工作-小组研讨会决走工艺方案-完成毎道工序的数模造型 -数模交给分析组进行分析-制作冲妊工程书备秦-制作DL图供会签用Dqidie Auto Body割码模版权所有10Bi DiQidieRutoDodyd割码模冲压工艺案例冲压工艺案例数模造型案例版权所有Dqidie Auto Body成形过程常见问题林钢重庆数码模车身模具有限公司2008年4月26日培训内容冲压成

4、形常见问题及原因解决方法板金成形过程中常见缺陷开裂起皱表面质量问题回弹Digidie RutoDody割码模版权所有开裂Dqidie Auto Body割码模版权所有5开裂原因开裂主要是由于材料在拉伸过程中，应变超过其 极限，而形成失稳。400 -350 1300 -/* 250 n/工程 onn 应力200(MPa) 150 -、屈脈程戻100 T50 -0 -0.000.200.40工程应变V0npAW £TRETC4、70、FALUfEV、b、50%£、J%V 、4 4-4RINKLKHi-4-3一-40-3020.1001020 SO 40Dqidie Auto B

5、ody割码模版权所有6Dqidie Auto Body割码模版权所有#次应变）Dqidie Auto Body割码模版权所有#开裂解决方法减小应变-选择合理的坯料尺寸和形状-调整拉延筋1增加輔助工艺（切口等）-改善润滑条件-修改工艺补充面-修改压边.面-调整压边力选择拉延性能好的材料增加辅助工序Digidie RutoDody割码模版权所有起皱Dqidie Auto Body割码模版权所有7起皱原因主要原因：压缩失稳。由于板料的厚度方向的尺 寸与板料平面上的其他两个方向尺寸相比很小， 因此，厚度方向不稳定，当沿板料平面应力达到 一定程度，会在厚度方向失稳，从而产生起皱。引起起皱的应力情况：压缩

6、力，剪切力，不均匀 拉深力和板平面内弯曲力Dqidie Auto Body割码模版权所有8起皱解决方法产品设计方面：-减少拉深乗度-逹免产醃形状的急剧吏化-增加哌皱形状冲压工艺-合理安排工序-优化坯料形状-优化压料面其他01 DiQtdieHutoBodyU齣码模版权所有表面质量问题10表面质量问题版权所有#表面质量问题的原因分类：-表面松弛i -冲击线-划移线前两类与起皱原因类似，程度较起皱轻。后两类主要由于在冲压过程中，板料与模具接触 后，在应力集中处摩擦造成的表面划痕在覆盖件上不允许出现任何表面质量问题。Dqidie Auto Body割码模版权所有11表面质量问题的解决方法前两类问题的

7、解决方法与起皱解决方法类似最重要的是均匀的各向拉延后两类问题主要通过调整坯料的流动使缺陷不在A 级面上出现OiQidie RutoDody割码模版权所有12回弹 DiQidie Auto BodyCd齣码模版权所有13300 一250 -0.000.200.40工程应变回弹的原因冲压成形(修边)后，冲压件材料由于弹性卸载,导致局部或整体发生变形。400 t工程 应力 (MPa)Digidie RutoDody割码模版权所有14回弹的解决方法由于回弹是个复杂的三维问题，目前，模具行界 对回弹的矫正的成功率最好的在80%左右。基本上，两个方法：-减少回弹一在成形的过程中，通过调整成形条件，使 材料

8、尽量多的处于塑性状态-形状补偿一通过分析，得到回弹量，再修改数模形状, 使回弹后的形状在目标的形状附件Dqidie Auto Body割码模版权所有15数值模拟技术在工艺和成形的应用快速模拟-为工艺部门提供合理的工艺方案成形模的模拟分析-发现所有与成形有关的问题-与工艺、结构设计部门协调，提供解决方案全序工艺的模拟分析-展开修边线分析，提供优化的修边线-后序翻边、整型回弹的模拟分析-预测回弹趋势和大小-与工艺、结构设计部门协调，提供解决方案Digidie RutoDody割码模版权所有冲压CAE有限元法简介林钢重庆数码模车身模具有限公司2008年4月26日培训内容有限元法简介冲压CAE有限元法

9、关键技术冲压CAE有限元法的计算冲压CAE软件介绍Digidie RutoDody割码模版权所有有限元方法起源有限元法是随着计算机技术发展而出现的一种基 于变分原理来求解偏微分方程的有效数值计算方法。起源于20世纪40年代的结构力学的矩阵算法。1960ss克拉夫（Clough）提出“有限元法” 术语。Dqidie Auto Body版权所有4基本思路把连续体视为离散单元的集合体。 “化整为零”。将连续体分解为有限个性态比较 简单的“单元”。对这些单元分别进行分析。 “积零为整”。将各个单元重新组合为原来的连 续体的简化“模型”，求解得到基本未知量（位 移）在若干离散点的数值解。根据数值解再回到

10、各单元中计算其他物理量（应 变、应力、温度等）。成形CAE有限元的关键技术模具几何形状的数字描述-模具几何形状的教哮描述有多种方式，目#较帝采用 的是STL格式。摩擦边界条件的施加-摩擦与全属的成分、毛坯与模具间的相对滑动速度、 温度及润滑条件有关。接触处理-主要包括计算坯料与模具接触的处理方法网格划分和重划分技术-在有限元数值模拟中，网格质量对数值求鮮的稳定性、 效率及精度至关重要。Dqidie Auto Body割码模版权所有7板材成形的计算方法显式算法-动态显式和静态显式算法-最大优点是有较好的稳定性-计算速度快，也不存在收敛控制问题。-需要的内存也此隐式算法要少。隐式算法-计算快-丸增

11、量步长-精度壽，回弹中运用较多步法-用线性应雯珞径的假定，并且忽略接触摩擦过程-速度快，但准确性低割码模版权所有板材成形CAE软件介绍显式算法隐式算法1时间步长小无时间步长限制（静态）循环次数多少逆矩阵对角矩阵，容易每步都需要对刚度矩阵求 逆可靠度使用小的时间步长时，保 证可以得到结果通常在没有收敛情况下， 可得到结果1多计算时间可能较长较短国外软件-PAMSTAMP - ESI,法国- AutoForm 一 ETH,瑞 士-Dynaform （前、后处理丿+ LS-DYNA （求鮮器丿- ETA,美国-Hypermesh （前、后致理丿+ LS-DYNA （求解器丿一 Altair,美国国产

12、软件-KMAS 金"网格-FASTAMPING -华中科丸Dqidie Auto Body割码模版权所有8冲压CAE在成形分析的应用林钢重庆数码模车身模具有限公司2008年4月26日培训内容成形分析基础成形分析的数字化模型成形分析过程的参数设置成形结果的判断整改方案成形分析基础利用现代计算机技术，使用CAE系统对模具的可制 造性进行分析，在模具设计阶段，优化工艺方案, 解决潜在问题，确保冲压零件的质量通过对整个冲压线模具的动作进行数字化模拟和 分析，发现冲压零件在实际生产过程中可能出现 的问题，并在模具设计阶段加以解决，防患于未 然，避免在模具调试过程中出现问题物理世界的模具:-凸模

13、，一凹模，-压料面，-拉延筋-其他01 DiQtdieHutoBodyU齣码模版权所有成形分析基础数码世界，进行分析时，只抽取模具的型面进行 分析凸模冲压CAE数字化模型割码模版权所有成形分析基础（啮合）物理世界-模具调试最重要的环节-通过机加工、钳工、等 手段保证-啮合度要求85%以上-研配不好会造成调试的 困难数码世界-只抽取凸/凹模一面， 另一面通过偏置一个料 厚得到-啮合度100%Dqidie Auto Body版权所有割码模成形分析基础（拉延筋）物理世界-拉延筋有实体形状-凸筋、凹筋数码世界-拉延筋没有实体形状-使用中心线和约束力来 模拟实体拉延筋版权所有7割码模成形分析基础（拉延筋

14、）版权所有#割码模成形分析基础（拉延筋）Dqidie Auto Body版权所有8割码模成形分析基础（板料）物理世界-料厚不均匀-材料性质变化数码世界-料厚均匀-材料性质确定01 DigidienutoBodyU齣码模版权所有成形分析基础（板料）01 DigidienutoBodyU齣码模版权所有如何得到准确的分析结果?关键在于输入正确、准确、合理的参数正确性-各个奏数的意义朋确-各个参数对分析结果的影响朋确准确性-各个奏数的数值-数值来源及变化范阖合理性-各个参教的平衡考虑Digidie RutoDody版权所有割码模板料在数模世界，板材除了需要厚度、尺寸、形状 外，还有-拉伸性奏数（n值丿

15、- n值越壽，拉伸性越好-屈服应力-屈服应力越壽，成形性越差，回弹越严重-横向异性参数（r值丿-r值越壽，拉洙性越好材料参数的比较St14 0.8 毫米材料性质宝钢标准PAMSTAMPAutoFormDynaform屈服强度(MPa)120-210抗拉强度(MPa)>270断后伸长率0.38值>1.5n值>0.18K值(MPa)553使用实验曲556n值0.23线0.226rO1.681.79r451.332.24r902.152.06值1.61.622.08Diqidie RutoDody割码模版权所有12材料性质材料性质的不一致是导致分析结果与现场试模结 果差异的重要原因

16、之一如何得到准确的材料性质-钢厂的技术支持-现场测量分析结果通用判断标准所有零件-无开裂-无起皱-减藩率小于25%外覆盖件额外要求-類薄率大于2%-产面无划移线、冲击线-产面无表面质量问题版权所有14开裂的判断 DiQidie Auto BodyCd割码模版权所有15FLC次应变PDiQidienutoBodyu齣码模版权所有17如何使用FLC?FLC是判断是否开裂的重要指标之一-经验丰富的公司在FLC的基础上增加了其它曲线变薄率是判断是否开裂的另一个重要指标-普板25%以下'-壽强度板20%以下Dqidie Auto Body割码模版权所有18Thinning (true value

17、0.250000变薄率fr»FL.0.21 420G0.1785710.1428570.1071430.0714290.035714409740Min = -0Max = 0.905278U.OOUOOOVI DiQidieRutoDodyu齣码模版权所有20起皱判断起皱的判断不能简单地使用FLC上的“起皱区” 起皱的判断不能简单地使用材料增厚率起皱必须观察坯料的整个成形过程，特别是在距 墩死10毫米之内的材料流动情况-CAE分析可以完整地模拟坯料的成形过程-通过对成形过程中材料流动情况的分析，判断起皱的 区域和严重程度Dqidie Auto Body割码模版权所有21(hgrte

18、Rufo Body割码模成形结果版权所有19合模Dqidie RutoDody齣码模成形过程距墩死50亳米墩死版权所有21表面扭曲问题零件表面扭曲现象主要是由于在成形过程中，坯 料在局部流动不均匀，导致表面应变不均匀表面扭曲比较难判断，通常需要经验的积累，通 过其它的应变云图来判断Dqidie Auto Body割码模版权所有BS 堀器IIAPWIEnu 雲I1Q f冲击线和划移线冲击线和划移线的判断需要经验的积累，关键是在什么时候、什么条件下产生冲击线和划移线调整模具成形条件可能无法消除这些缺陷，但必 须保证这些缺陷不出现在A级面上Digidie RutoDody割码模版权所有24案例版权所

19、有25 DiQidie Auto BodyEd割码案例Dqidie Auto Bodystr ja 担版权所有26利用CAE解决成形问题的基本流程P DigidieRutoDodyN齣码模版权所有27数字化制造国外先进冲压成形技术林钢重庆数码模车身模具有限公司2008年4月26日Digidie RutoDody版权所有概要白车身开发制造过程 数字化技术的历史背景数字化技术在模具行业的发展趋势总结Digidie RutoDody割码模版权所有白车身系统：从设计到成品的过程车身开发车身造型/特征线零部件结构设计零部件装配关系车身制造费用模具开发模具工艺分析模具型面开发成形分析、修改和认证三维结构设

20、计Dqidie Auto Body版权所有3Dqidie Auto Body版权所有#模具制造 编程型面加工 研配、调试提供样件车身组装冲压件组装一分总成车身的公差和功能评估冲压生产生产线上模具调试板材冲压Dqidie Auto Body版权所有4零件几何尺寸检测Dqidie Auto Body版权所有#数字化技术发展的历史背景二十世纪90年代，美国的三大汽车厂在新车质量、 制造成本等方面落后于日本、欧洲等国，其北美 市场份额不断萎缩由于模具在整车的制造环节中占重要的地位，模 具直接影响到新车上市时间和价格，三大汽车厂 把目光转向模具上，努力降低模具成本主机厂对冲压模具的新要求使模具企业面临着

21、新的挑战Dqidie RutoDody割码模版权所有5汽车冲压模具开发面临的挑战尺寸大型化形状复杂化加工精密化材料多样化成本低廉化周期快速化生产高速化Digidie RutoDody割码模版权所有计算机模拟仿真技术的发展由于主机厂对冲压模具的要求提高，以传统的方 法去开发模具已无法满足模具周期、质量和成本 的要求 CAD/CAE/CAM等技术应运而生，为模具的开发制造 提供了技术保证，并在实际应用中发挥了重要的 作用Digidie RutoDody割码模版权所有6数字化技术在车身制造的应用数字化开发技术-CAD/ CAE/ CAM/ CAPP -KBE数字化制造技术CNC加工-旨动化役备数字化

22、管理技术-PDM-ERP/ PLM 糸统Digidie RutoDody割码模版权所有数字化技术在模具开发的应用二十世纪八十年代，主要应用在提高工作效率， 用于减少设计工作的劳动强度、缩短时间、减少 人为错误今天，随着计算机技术和力学理论的进一步发展和结合，数字化技术在模拟仿真、分析、智慧系 统等领域得到广泛应用数字化技术在今后的发展中除了继续在纵向的各 个专业发展完善外，还将在横向的系统化、集成化方向发展一“虚拟制造”模具工艺设计一向智能化方向发展（工艺自动分析 与补充）Dqidie Auto Body割码模版权所有10数字化技术在模具开发的应用模拟分析一准确度高，全序分析 DiQKk Au

23、to BodyCd割码模版权所有11数字化技术在模具开发的应用模拟分析一准确度高，全序分析Thkinkij flitie v»lue|050000Project: -sl«mpin(M3_0Z_Stampintf-Module : -Stole end : Prog.'= 119.8165&y0.214?860.1785710.1428$ 70.1071430.0714290.0357140.00000014诂-0.405/400.905278 DiQKk Auto BodyCd割码模版权所有12数字化技术在模具开发的应用Digidie RutoDody割码

24、模数字化技术在模具开发的应用纵向发展1Main Henmng Pinch扣合分析版权所有Digidie RutoDody割码模数字化技术在模具开发的应用 DiQidie Auto BodyCd割码模版权所有13数字化技术在模具开发的应用扣合分析Di sp 1 acenent_ragn i tude <rr>DispLacero2nt_Z <n>-3.8-3.02-2.24-1.46-0.68440.09510.87461.652.43 DiQidie Auto BodyCd割码模版权所有14数字化技术在模具开发的应用VIJ新工艺的研发管材的液压成形Project : n

25、ydrotorjn_tz (State 1: t= o uuuuuu?value : fLD - strainsZonesSTATE 6： *1.75004E丄a*tes : neutral fiber新工艺的研发一當强度板（屈服应力1000MPa）的热冲压-滚压落料送料 坯料加热系统多工位 零件压机Dqidie Auto Body割码模版权所有16数字化技术在模具开发的应用新材料的应用-复合材料DiQidic RutoBody割码模版权所有数字化技术在生产制造的应用虚拟制造一更好地满足主机厂的需要数字化技术在生产制造的应用虚拟制造Digidie RutoDody割码模版权所有18数字化技术在

26、生产制造的应用虚拟制造零件传输Digidie RutoDody割码模版权所有19数字化技术在生产制造的应用虚拟制造一冲压生产版权所有利用数字化技术，提升核心竞争力国外技术发展的趋势车身设计=> 模具制造=冲压生产同步工程DFMDFMVM主机厂迫于市场压力，在车身开发阶段进行冲压分析，通过数字化技术对后期的制造加以控制模具企业除了在自身的模具开发、制造方面提升 数字化技术的应用，还应介入主机厂的车身开发过程通过设计阶段冲压工艺分析，模具企业获得的产 品是基于可制造性而进行的设计，将极大改善零 件质量并减少模具制造周期Dqidie RutoDody割码模版权所有21总结做为一种先进的技术和理念，数字化制造技术在 开发周期、质量控制、制造成本等方面远远优于 传统的制造技术，正在被发达国家广泛应用为与国际先进制造水平接轨，中国制造业也在进 行一场历史性的转变，而数字化制造技术也是这 转变的驱动力。中国模具行业面临历史性机遇和挑战，必须把握 时机，充分利用和发展新型数字化技术，并使之 成为我们的核心竞争力WOigidieAutoBody8齣码模版权所有22