钣金成型例题讲解一、背景当前，制造行业加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展。

由于新产品、新技术的开发成本太高、开发时间过长，加上开发成果没有保障，越来越多的公司在研发、制造过程中开始注重仿真技术的应用。

采用ABAQUS对加工工艺进行模拟有着诸多优点：1.数值模拟减少了耗时的原型实验，缩短了产品投放市场的时间；2.合理的参数设计可以降低对工件的损耗；3.合理的坯料设计，减少了飞边，也减少原材料的浪费；4.对模具的设计、加工提供合理建议；5.优化加工过程，提高产品成型质量；采用ABAQUS进行仿真模拟的目的：1.节约开发成本2.加快研发速度3.提高产品质量二、问题的描述本实例模拟油箱的冲压成型过程。

图1为实际的油箱形状，是由两个如图2所示的结构组成，考虑冲压成型过程中，它的结构的对称性，我们通过建立图3所示的结构，对其进行模拟分析，达到分析整个油箱成型分析的目的。

首先，我们将通过ABAQUS/CAE完成图4所示的装配图，其中平面铝板将被冲压成型为图3的结构。

图1 图2 图3三、建立模型3.1创建成型模具－阳模1、首先运行ABAQUS/CAE ，在出现的对话框内选择Create Model Database 。

2、在主菜单model 中命名新建模型为Forming example ，并保存文件为examle_forming.cae 。

3、从Module 列表中选择Part ，进入Part 模块。

4、选择Part→Create 来创建一个新的零件。

在提示区域会出现这样一个信息。

5、CAE 弹出一个如图5的对话框。

将这个零件命名为punch ，确认Modeling Space 、Type 和BaseFeature 的选项如下图。

输入300作为Approximate size 的值。

点击Continue 。

ABAQUS/CAE 初始化草图，并显示格子。

6、在左侧工具条上点击 ，在提示栏中依次输入下表的坐标点，采用图标 连接1和2点、6和7点，采用连接图中2、3、4点和4、5、6点。

曲线不用闭合。

点击按钮Done ，在弹出的对话框中输入拉伸长度为296，创建拉伸壳，如图6所示。

成型模具－阳模金属板压边条成型模具－阴模图4图57、在工具条选择Tools→Datum…，在弹出的对话框中选择Type:Plane，Method:3points，点击OK。

依次选择不在同一直线上的三个点，如下图7所示，如果想修改点的选择，可以在第三个点选中之前点击提示栏的箭头，回退到上一步继续选择。

创建的参考平面如下图8所示。

8、在主菜单上选择Shape→Shell→Revolve。

在提示栏下拉菜单选择vertical and on the right，然后选择上图右所创建的上部的垂直线段，进入平面绘图视图。

9、采用图标和连接图中各点（如步骤6所述顺序），曲线不用闭合。

10、在主菜单上选择Add→Construction→V erticle，通过曲线最左边线段上的任何一点点击鼠标左键，然后点击提示栏上的Done按钮。

在弹出的对话框中默认角度为90度，点图6123图7 图8击OK 完成操作。

形成的图形如图9所示。

如果旋转方向跟默认的方向不同，可以通过点击Flip 按钮改变该方向。

11、保存文件。

3.2创建成型模具－阴模阴模为一个刚性壳体。

下面我们通过先生成一个变形实体，然后由ABAQUS/CAE 的实体直接生成壳体，然后再赋予它刚体属性来完成阴模的创建。

1、选择Part→Create 创建新零件。

2、在弹出的对话框中输入名字：dieoriginal ，选择3D 、Deformable 、Solid 、Extrusion 。

输入1000作为Approximate size 的值。

点击Continue 。

ABAQUS/CAE 初始化草图，并显示格子。

3、在左侧工具条上点击 ，以（-180,-10），（180,10）为顶点画出一个矩形，可以通过在提示栏中依次输入坐标点，也可以用鼠标直接在视图中点击完成，确定拉伸长度为660，创建拉伸实体，如图10所示。

4、同步骤1、2、3操作，生成一个296×185.5×20的变形体实体零件diecut ，在此基础上以185.5×20的表面为基准面生成一个旋转实体，步骤类似于生成punch 零件时的第9、10步。

生成的实体如图11所示。

5、进入Assembly 模块，从主菜单中选择Instance→Create ，在Create Instance 对话框中选择dieoriginal 和diecut ，并选中Auto-offset from other instances ，点击OK 。

如图所示。

图9图10图11图12图156、从主菜单中，选择Instance →Translate ，选中零件diecut ，提示栏区域会提示选择平移的起始点，点击平板壳的左上角的顶点，然后再点击零件die 的左上角顶点（如图13所示的①和②），得到的结果如图14所示。

7、从主菜单中，选择Instance →Merge/cut ，输入die 作为生成的新零件，选择Cut geometry ，并选中Suppress original instances ，点击Continue …按钮。

在视图中，选择dieoriginal 零件作为被切割零件，选择diecut 作为切割零件，点击Done 。

完成后的图形如图15所示。

8、进入Part 模块，对die 零件的切割边进行倒角操作。

从主菜单中选择选择Shape →Bland →Round/Fillet ，选择如图16所示的两条边，输入圆角半径15，回车。

1图13 图149、从主菜单中选择Shape →Shell →FromSolid ，在视图区点击die 零件的任何一部分，点击快捷区的Done 按钮。

从主菜单中选择Shape →Shell →Remove Face ，只保留如图19所示的五个表面，将其余表面全部删除。

10、保存文件。

ABAQUS/CAE 对非变形体不能进行Merge/cut 操作，因此，我们首先生成一个变形实体，在后续的Interaction 模块中，我们可以通过赋予变形体以刚体属性来完成刚性die 零件的创建。

3.3创建压边条模型－holder 1、选择Part→Create 创建新零件。

2、在弹出的对话框中输入名字：holderoriginal ，选择3D 、Deformable 、Shell 、Extrusion 。

输入1000作为Approximate size 的值。

点击Continue 。

ABAQUS/CAE 初始化草图，并显示格子。

3、在左侧工具条上点击 ，以（-180,0），（180,0）为端点画出一条线段，可以通过需要倒圆角的边图16图17图19图18在提示栏中依次输入坐标点，也可以用鼠标直接在视图中点击完成，确定拉伸长度为660，创建拉伸壳，如图20所示。

4、同步骤1、2、3操作，生成一个296×185.5的变形体壳体零件holdercut ，在此基础上以长为185.5单位的短边为基准生成一个旋转壳，步骤类似于生成punch 零件时的第9、10步。

生成的壳如图21所示。

5、参考生成die 零件的第5、6、7步完成holder 零件的建模。

6、进入Part 模块，在主菜单中，选择Shape →Shell →Extrude ，选择holder 壳面，在快捷区选择horizontal and on the top ，如图所示。

连接下图中的多边形区域内的线段和圆弧，点击Done 。

在弹出的对话框中输入拉伸深度为40，点击OK 。

图20 图217、对拉伸处的边生成半径为1的倒角，最终的holder 模型如图24所示，保存文件。

3.4生成平板模型－blank1、从主菜单中选择Part→Create 来创建冲压平板。

2、在弹出的对话框中输入名字：blank ，选择3D 、Deformable 、Shell 、Extrusion 。

输入1000作为Approximate size 的值。

点击Continue 。

ABAQUS/CAE 初始化草图，并显示格子。

3、采用图标创建一条线段，两个端点的坐标分别为（-180，0）、（180，0）。

点击Done 按钮，在弹出的对话框的拉伸深度中填入660，点击OK 。

保存文件。

图24图25图263.4创建材料１、进入Property 模块，在主菜单中选择Material→Create 来创建一个新的材料。

２、在Edit Material 对话框，命名这个材料为Steel ，选择Mechanical→Density ，在密度栏中输入7.85E-9；选择Mechanical→Elasticity→ Elastic ，在杨氏模量中输入210000，输入0.31作为泊松比；选择Mechanical→P lastic ity→ Plastic ，在Data 栏中对应位置输入下表中的数据。

击OK ，退出材料编辑。

True stress (MPa) Log plastic strain 91 0.0 131 0.159 ⨯ 10-2171 0.649 ⨯ 10-2 211 0.177 ⨯ 10-1 251 0.395 ⨯ 10-1 291 0.776 ⨯ 10-1 331 0.139 391 0.2953、从主菜单中选择Section→Create ，在Create Section 对话框中定义这个区域为SteelSec ，在Category 选项中接受Shell 作为默认的选择，在Type 选项中接受Homogeneous 作为默认的选择，点击Continue 。

4、在出现的Edit Section 对话框中选择Steel 作为材料，输入1.2作为Plane stress/strain thickness ，并点击OK 。

5、在Part 中选择blank ，从主菜单中选择Assign→Section ，选择整个Part ，ABAQUS 将会把你选择的区域高亮化，在对话栏点击Done ，在出现的Assign Section 对话框中点击OK 。

6、保存文件。

3.5零件组装1、进入Assembly 模块，从主菜单中选择Instance→Create ，在Create Instance 对话框中选中零件：blank 、die 、holder 、punch ，并选中Auto-offset from other instances ，点击OK ，如图27所示。

2、从主菜单中，选择Instance →Translate ，选中零件die ，提示栏区域会提示选择平移的起始点，点击它的左下角的顶点④，然后再点击零件blank 的左下角顶点①（如图28所示），点击OK 。