基于Dynaform的JL70右连接板零件成形工艺及模具设计李君才（重庆工商大学 机械设计制造及其自动化专业 05机制2班 ）摘要: 实践表明，采用有限元数值仿真技术对零件成形过程进行模拟，并根据仿真结果进行冲压工艺规划和模具的设计，以改良传统冲模设计与制造过程中耗时长、成本高等缺陷，把制造过程中可能出现的问题集中在设计阶段解决，以便快速经济地制造模具，提高零件质量。
本设计是基于有限元分析软件DYNAFORM 的成形过程的仿真分析与模具设计。
首先进行前处理设置，将仿真需要的各种参数输入进去，然后进行仿真的后处理分析。
通过对仿真的后处理分析，了解各种参数对成形的影响，进一步提出改进措施，重新输入参数进行分析。
然后在基于仿真分析的基础设计模具，这样保证了模具结构的合理性。
关键词:模拟仿真、DYNAFORM、模具设计、工艺参数优化Base on Dynaform JL70 right Junction panel Ban parts forming process and die designLi Juncai(Chongqing Technology and Business University ,mechanical design automation and manufacturing professionals ,05 mechanism classes two)Abstract: Practice shows that the use of finite element simulation technology to partsforming process modeling, and simulation results are in accordance with the planning process and tamping die design, to improve the design and manufacture of traditional die in the time-consuming process of a long, the cost of higher defects in the manufacturing process problems that may arise in the design phase concentrated solution for rapid economic and die manufacturing, improve the quality of parts.The design is based on finite element analysis software DYNAFORM the process of forming simulation analysis and die design. First set up to deal with before, the simulation will need to enter into the various parameters, and then to simulate the post-processing analysis. Through the simulation of the post-processing analysis, an understanding of various parameters on forming the impact of further improvement measures, re-enter the parameters for analysis. Then based on the analysis of the simulation based design mold, such a guarantee die structure is reasonable. Keywords: simulation、DYNAFORM、mold design、Technological parameter optimization目录目录1.绪论 (4)1.1 引言 (4)1.2 板料冲压成形的主要特点 (5)1.3 板料成形仿真技术的国内外应用现状 (5)1.4板料冲压仿真技术的发展趋势 (8)1.5本课题的主要设计内容和基本思路 (11)2.冲压成形有限元理论及软件简介 (13)2.1 有限元方程及其求解步骤 (13)2.2 有限元求解格式 (15)2.3 Dynaform软件与有限元模拟计算步骤 (15)3.JL70右连接板零件建模与冲压工艺规程设计 (19)3.1 零件结构特点与冲压工艺顺序安排 (19)3.2 零件的模型构建 (19)3.3 零件中性层曲面的创建 (20)3.4冲压方向确定 (23)3.5 零件毛坯的反求 (25)4.JL70右连接板零件成形工艺设计与数值模拟 (28)4.1快速成形评估 (28)4.2 模面设计 (30)4.3 成形工艺有限元模型的建立 (32)4.3.1 有限元网格的划分 (32)4.3.2上、下模及压边圈的生成 (33)4.3.3 有关主要工艺参数的初定值 (36)5.仿真结果分析与工艺参数的优化调整 (41)5.1 仿真结果分析 (41)5.1.1 FLD图分析 (41)5.1.2 厚度变化图的分析 (42)5.1.3 冲压力、压边力曲线及分析 (42)5.1.4 零件尺寸、形状的测量与分析 (43)5.2 工艺参数的优化调整方案 (43)5.3 优化后的仿真结果的对比分析 (44)5.4零件的回弹分析 (50)6.JL70右连接板零件的成形模具设计 (54)6.1 模具结构方案的设计 (54)6.2 模具结构设计工作图 (60)7.结论 (61)致谢 (62)参考文献 (63)1.1.绪论绪论绪论1.11.1 引言引言当前，板料成形仿真领域的研究集中在几个方面：揭示零件几何形状、模具几何形状及结构、材料类型及性能参数等各种因素对成形结果及成形性能的影响；通过引入知识工程等技术，进一步提高成形模拟精度及仿真计算效率；板料冲压加工作为一个标准化生产过程，在汽车、轻工、航空、国防等领域应用非常广泛，在现代工业生产中占有举足轻重的地位。
传统的板料冲压加工所具有特点决定了板料冲压工艺及模具的设计主要依靠设计师的经验，缺乏准确、可靠的定量分析与计算，使得设计制造的模具必须经过反复试压修改，甚至需要修改原产品的设计或报废、重制模具后，才能冲出合格的制件 ，这一“试模”过程，导致了各种资源及时间的巨大浪费。
另外，随着冲压零件多样性、复杂性和对成形精度要求的日益提高，传统板料加工方法不仅难以保证加工质量，在加工成本方面也毫无优势可言，而且模具开发周期长，难以满足市场对产品提出的低成本、低生产周期、高质量的要求，使企业失去应有的市场竞争力。
板料冲压成形仿真技术正式在此环境下提出并发展起来的。
其主要任务是帮助确定毛坯几何形状尺寸、预测零件成形过程中的破裂、起皱及回弹等成形缺陷、分析零件的冲压成形性能、对工艺方案和工艺参数进行优化等。
板料冲压成形计算机仿真涉及数学、力学、材料科学、冲压工艺学、计算机科学、计算机图形学等多门学科的综合应用 ，需要综合多学科知识进行研究；其理论性很强、应用性很广。
要开发出一个计算效率高、适应性强、稳定可靠、功能齐全的板料成形过程计算机仿真软件，必须将冲压工艺CAE 与模具CAD 进行集成化，即一方面采用CAD 系统为数值分析建立几何模型，另一方面采用数值分析对CAD 设计结果进行评价，优化工艺参数和优化模具结构。
在工程实际中应用板料冲压成形计算机仿真技术，是从根本上改进现行模具设计模式的一个有力手段，是促进模具工业技术进步的关键因素之一，对于实现工业生产现代化具有重要意义。
1.2 1.2 板料冲压成形的主要特点板料冲压成形的主要特点板料冲压成形的主要特点板料冲压成形计算机仿真涉及数学、力学、材料科学、冲压工艺学、计算机科学、计算机图形学等多门学科的综合应用，需要综合多学科知识进行研究；其理论性很强、应用性很广。
要开发出一个计算效率高、适应性强、稳定可靠、功能齐全的板料成形过程计算机仿真软件，必须将冲压工艺CAE 与模具CAD 进行集成化，即一方面采用CAD 系统为数值分析建立几何模型，另一方面采用数值分析对CAD 设计结果进行评价，优化工艺参数和优化模具结构。
在工程实际中应用板料冲压成形计算机仿真技术，是从根本上改进现行模具设计模式的一个有力手段，是促进模具工业技术进步的关键因素之一，对于实现工业生产现代化具有重要意义。
主要表现在以下几个方面：①增加产品和工程的可靠性；②在产品的设计阶段发现潜在的问题；③经过分析计算，采用优化设计方案，降低原材料成本；④缩短产品投向市场的时间 模拟试验方案，减少试验次数，从而减少试验经费。
1.1.3 3 3 板料成形仿真技术的国内外应用现状板料成形仿真技术的国内外应用现状板料成形仿真技术的国内外应用现状国际上早在60年代初就开始投入大量的人力和物力开发有限元分析程序，但真正的CAE软件是诞生于70年代初期，而近15年则是CAE软件商品化的发展阶段，CAE 开发商为满足市场需求和适应计算机硬、软件技术的迅速发展，在大力推销其软件产品的同时，对软件的功能、性能，用户界面和前、后处理能力，都进行了大幅度的改进与扩充。
这就使得目前市场上知名的CAE软件，在功能、性能、易用性、可靠性以及对运行环境的适应性方面，基本上满足了用户的当前需求， 从而帮助用户解决了成千上万个工程实际问题，同时也为科学技术的发展和工程应用做出了不可磨灭的贡献。
目前流行的CAE 分析软件主要有NASTRAN 、 ADINA 、ANSYS 、ABAQUS 、MARC 、MAGSOFT 、COSMOS 等。
MSC-NASTRAN软件因为和NASA 的特殊关系，在航空航天领域有着很高 的地位，它以最早期的主要用于航空航天方面的线性有限元分析系统为基础，兼并了PDA公司的PATRAN ，又在以冲击、接触为特长的DYNA3D 的基础上 组织开发了DYTRAN 。
近来又兼并了非线性分析软件MARC,成为目前世界上规模最大的有限元分析系统。
ANSYS软件致力于耦合场的分析计算，能够进 行结构、流体、热、电磁四种场的计算，已博得了世界上数千家用户的钟爱。
ADINA 非线性有限元分析软件由著名的有限元专家、麻省理工学院的 K.J.Bathe教授领导开发，其单一系统即可进行结构、流体、热的耦合计算。
并同时具有隐式和显式两种时间积分算法。