富高效的单元类型 ,接触和交界面的处理技术处于 同类软件领先水平 ,上百种材料模型扩大了程序的 应用范围 ,能模拟简单的拉延筋和多步冲压成型 ,能 确定冲压件的最大应力 (变) 部位 、输出厚向应变 图 、成型极限图和具有真实感的成型过程动画等[4] 。
2 成型模拟的一般步骤
应用 D YNA FORM51 2 软件数值模拟板料冲压 成形的步骤如下 :
信息化应用技术
用 D YNA FO RM 软件预测冲压工序
华南理工大学 (510640) 阳意慧 刘强 阮锋 夏琴香
【摘要】 从冲压工序安排问题着手 ,用 D YNA FORM51 2 软件分析板料变形 ,得到了变形数据 且结果也被实际生产所证明 ,这种技术能预测冲压工序 ,它可以避免模具的报废且可以提高项 目开发的效率 。 【关键词】 D YNA FO RM51 2 预测 冲压工序 标准化 推广
间大孔及右边方孔) , ②拉深成形 (中间大孔部位不 以根据冲压手册通过简单的计算得出其是可行的 :
成形) , ③冲中间大孔及右边 2 孔 , ④翻中间大孔边 , ⑤冲左边斜面 6 孔 , ⑥冲左边水平面 10 mm 孔。
A 方案与 B 方案的差别在于 A 方案中间大孔 部位可以一次成形 ,不需要翻边工序 ,这样可以减少
3 用 D YNA FORM 软件预测冲压工序
理后的模型 ,产品中间大孔部位可以与其它部分分 别成形 ,孔的形状需要在后面的翻边工序制出 。
图 3 图 4
4) A 方案与 B 方案导入 D YNA FORM51 2 进 行分析
图 5 为用 D YNA FORM51 2 分析 A 方案后得 到的厚度变化图 ,图 6 为用 D YNA FO RM51 2 分析 B 方案后得到的厚度变化图[8] 。
key words p rocess FM EA , p rocess failure knowledge , p rocess imp rovement 中图分类号 : T H164 文献标识码 :A
在产品工艺设计的过程中 ,不仅要利用正面的工 多数的工艺 FM EA 系 统还 仅仅 是停 留在 对工 艺
Prediction of Stamping Process with DY NAFORM
Abstract Started wit h t he st udy on t he arrangement of stamping p rocess , t his paper t ried to analyze sheet deformatio n wit h D YNA FORM5. 2. The acquired defo rmation data and result were verified by p ractical p ro2
型成型缺陷的模拟精度方面得到了很大的提高 。[123] 值和输出功能反馈信息 ,
目前世界各大汽车公司对板料冲压成型模拟的投入 显示选项窗口允许用户
都相当重视 ,欧美 、日本等发达国家在主要汽车覆盖 件开发过程中 100 %要经过仿真检验 ,很多实用的 商业化模拟软件也在实践中得以应用 ,通用板料成 型 模 拟 软 件 如 : AN S YS , ABAQU A S , D Y2
5) 预测冲压工序 A 方案厚度变化最大的部分为中间大孔侧壁 处 ,其标示为红色 ,厚度最薄 ,已到 01 555 577 mm , 变薄变形已达到 811 5 % ,一般认为成形变薄变形不
根据图示产品的特点及我们以前的产品开发经 超过 30 %是可以接受的[9] , 这一结果已远远超过
主
验 ,我们 制 定 了 2 种 最 优 工 序 方 案 , A 方 案 和 B 30 %的一般允许变形界限 ,所以在红色直壁区域会
的产品 ,图 3 为 A 方案处理后的模型 ,产品中间大 至取消试模过程 、缩短产品开发周期和降低开发成
孔部位可以与其它部分一次成形 ,图 4 为 B 方案处 本 ,更为重要的是它可以直接或间接的避免工序的安
·42 ·
《新技术新工艺》·信息化应用技术 2006 年 第 4 期

工艺 FMEA 知识库系统及其在工艺改进中的应用 3
化
候工序排得很失败 ,整套模具因为无法冲出合格的 产品而报废 ,不但赔进去许多模具费 ,也耽误了交货
11 2 前处理器 前 、后处理器都使用具有 PC 窗口特色的图形
技
期 ,甚至失去了整个客户和一大片市场 。
用户界面 ( GU I) ,熟悉窗口环境的用户将发现许多
随着计算机的应用和发展以及有限元方法的成 操作类似于一般的应用程序 。前处理器窗口如图 1
NA FORM , D YNA23D , AU TO FO RM , ROBU S T , PRO/ M EC HAN ICA , MA RC , AL GO R ; 专 用 板 料 成型模拟 PAM2S TAM P 等 。D YNA FORM51 2 软 件是美国 E TA 公司与 L S TC 公司合作推出的针对 板料成型数值模拟的专业化软件 ,该软件能提供丰
1) 利用 Pro/ E , U G , solidwork ,catia 或直接由
《新技术新工艺》·信息化应用技术 2006 年 第 4 期
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前处理器 D YNA FORM 为下环和下模建模 ; 2) 使 用自动划分网格工具产生下环和下模网格单元 ;3) 检查下环和下模边界 、单元法线的一致性 、翘曲角 、 重叠节点和单元等 ;4) 产生毛坯网格并修边 ,给出 毛坯赋予材料和特性信息 ,同时定义毛坯边界条件 ; 5) 在模具冲压方向通过单元的复制由下环和下模 产生上环和上模 ;6) 定义毛坯 、工具及其冲压参数 (包括接触类型 、摩擦系数 、运动速度和压边力曲线 等) ;7) 调整毛坯 、上下环和上下模等工具间的相互 位置 ; 8) 进行工具动画以确保冲压运动的正确设 置 ;9) 导出 3 . dyn 和 3 . mod 文件 ,并对它们进行 最后检查 ;10) 利用 L S2D YNA 执行板料冲压模拟 ; 11) 后处理模拟结果[6 ] 。
方案 。
出现拉裂现象 ;而 B 方案厚度变化最大的部分为转
题
A 方案为 : ①落料及冲 2 工艺定位孔 (孔位在 角 弯 曲 处 , 其 标 示 为 红 色 , 其 厚 度 最 薄 仅 为
中间大孔及右边方孔) , ②拉深成形 (包括中间大孔 21 707 113 mm ,其 变 薄 变 形 为 91 8 % , 远 远 少 于
术
熟 ,近年来发展了板料成形数值模拟技术 ,该技术在 所示 。
减少甚至取消试模过程 、缩短产品开发周期 、降低开
图 1 中图形显示区
主
发成本方面发挥了越来越重要的作用 。更为重要的 是它可以直接或间接的避免工序的安排错误 ,进行
为用户建模工作区 ,它在 窗口中所占区域最大 ,提
题
正确的工序预测 ,在预测诸如起皱 、拉破和回弹等典 示窗口为用户提示输入
创建 、修改或改变当前零
件 ,状态栏则显示信息提
示当前 零 件 和 功 能 以 及
边界条件等 。
D YNA FORM 菜 单
栏有 File (文件) 、Check
(检查) 、B. Co nditio n (边
界条件) 、Set up (设定) 、
图1
A nalysis (分析) 和 U tilit y (实用工具) 等项目[5] 。
北京航空航天大学机械工程及自动化学院工业与制造系统工程系 (100083) 刘日晖 郑联语
【摘要】 设计并开发了基于 WEB 的工艺 FM EA 知识库系统 ,通过建立工艺失效知识与产品 和工艺信息的关联 ,实现工艺 FM EA 系统与 CAD/ CA PP 系统的信息和过程的集成 ,从而达 到工艺改进的目的 ,最后给出了某飞机结构件利用此系统进行工艺改进的验证实例 。 【关键词】 工艺 FM EA 工艺失效知识 工艺改进
1 D YNA FO RM51 2 软件
信
司 ,冲压工序的安排往往是该公司的资深工艺人员 拍脑袋凭以往的经验来决定 ,但是这样做的结果往
11 1 软件的组成 该软 件 由 前 处 理 器 ( p re2p rocessor ) 、求 解 器
息
往不尽人意 ,有时候他们的决策可以成功 ,可是有时 ( solver) 和后处理器 (po st2p rocessor) 3 部分组成 。
key words D YNA FORM5. 2 , p redictio n , stamping p rocess , standardization , generalization 中图分类号 : T H164 文献标识码 :A
冲压工序的安排一直是各个冲压厂及冲压模具 厂的一个伤脑筋而且很重要的问题 ,在国内许多公
duction. This technology can be used to p redict t he stamp p rocess to avoid t he waste of mo uld and to imp rove t he efficiency of p roject develop ment . This met hod is wo rt h generalizing in factories.
翻边变形系数 m = d/ D = 1831 3086/ 192 = 01 85 , m = 01 85 大于极限数 01 5[10 ] 。
6) 实际生产验证 某公司根据我们制定的正确工序方案进行模具
一步工序 ,降低模具费及提高生产率 。但是这样存 设计及制造 ,生产出了合乎质量要求的产品 ,这更进
tegration of p rocess FM EA system and CAD/ CA PP system is implemented to imp rove t he p rocess. Finally an example of an airplane st ruct ural part utilizing t his system p rocess to attain p rocess imp rovement is p rovided.