1、 西安航空职业学院 毕业论文 拉深过程模拟优化 姓 名： 专 业： 航空电子 班 级： 完成日期： 指导教师 : 摘要 ：在钣金件拉深生产中，设置工艺流程，制定拉深工艺参数很重要，工艺流程及拉深工艺参数不合理，会导致零件起皱或破裂。 利用 PAM-STAMP 软件的数值模拟功能可以先对工艺参数进行优化，使工艺流程更趋合理。 关键词 ：拉深工艺参数；有限元分析 1 前言 近年来，随着力学，特别是塑性有限元方法和计算机软硬件技术的迅速发展，以及冲压成形理论研究的 不断深入，使得对冲压件进行模拟仿真成为可能。在计算机上模拟板料成形的全过程，预测成形过程中的拉裂、起皱、回弹等缺陷，还可以分析材料参数、
2、模具参数、摩擦和润滑等边界条件对成形性能的 影响，帮助工艺人员及模具设计者预防和控制成形缺陷。因此利用计算机数值模拟对板料板料成形性能进行研究，可以提高设计的可靠性，减少模具制造及冲压工艺设计中问题，缩短生产准备周期。 本文针对一个典型零件的结构特点，结合数值模拟软件 PAM-STAMP 对其成形过程进行模拟仿真，根据模拟结果得到合理的工艺参数，优化了工艺流程，成形出合格零件，节约试模、修模时间，缩短生产周期。 2 零件信息 及成形工艺 产品材料 2024- O，料厚 0.8mm,该工序 只成形零件的第一个弯边， 即将第 2 个弯边展开，产品结构见及成形工序见图 1，要求一模两件 。 图 1产
3、品 工序 图 3 反算零件毛坯 利用 PAM-STAMP 软件中， inverse 反算功能计算出的毛坯 ，并 根据工艺要求， 优化后的毛坯形状如 如图 2 所示 图 2零件毛坯形状 4 有限元模型的建立 有限元模型的建立 主要包括 板料、 凹模、凸模和压边圈的创建，其中，利用 TOOL 工具编辑器 ，直接导入凹模和凸模，压边圈通过凹模派生，凹模与凸模间隙相对材料厚度 10%，模拟类型为 双 动拉深结构 ；并将优化后的毛坯导入，创建后的有限元模型如图 3 所示 。 图 3有限元模型 5 验证 过程 5.1 验证的模具及工艺参数 需要通过软件模拟，主要确定 模具圆角半径， 拉深高度及压边力大小，
4、具体情况如表 1所示。 表 1模具及工艺参数验证表 序号 凹模半径 凸模半径 压边力 拉深高度 备注 1 R4 R8 10KN 35 零件起皱破裂 2 R6 零件起皱破裂 3 R8 零件起皱 4 R8 R8 50KN 35 零件起皱 5 R8 R8 10KN 40 零件起皱 6 R8 R8 50KN 40 零件起皱 7 R8 R4 10KN 35 零件起皱破裂 8 R6 35 零件起皱破裂 由上表可知，在保证零件不发生破裂的情况下，合理的参数为：凹模 R8，凸模 R8,压边力范围 10KN50KN，最大拉深高度值为 40。 5.2 仿真结果 5.2.1 板料厚度分布图，见图 4。 模拟条件：凹
5、模 R8，凸模 R8,压边力 10KN，拉深高度 40， 云图显示底部圆角附近出现厚度减薄的现象，减薄率 16%小于极限值 30%；厚度最大值达 1.3，出现在零件法兰盘豁口处，此区域位于零件有效区域外部，表明会加速对凸模和凹模的磨损，但不影响零件的最终成形。 图 4板料厚度分布图 5.2.2 成形极限图 -FLD 云图 ，见图 5。 模拟条件：凹模 R8，凸模 R8,压边力 10KN，拉深高度 40。 图 5 FLD 云图 6 结论 1) 拉深零件初始毛坯的要求较高，毛坯尺寸和形状不合适，在拉深过程中零件容易起皱和破裂。利用 PAM-STAMP 的反算功能，很容易确定出合理的毛坯尺寸和形状 2) 利用 PAM-STAMP 的仿真功能，分别模拟各种不同拉深参数下的成形情况，对模拟结果进行比较，选择最优的成形参数，并优化了工艺流程 ，增加了模具设计的成熟度。 致 谢 感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多素材，还在论文的撰写和排版过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正 !
