厚板料沖小孔模具設計及有限元模擬

摘  要

本文詳細地闡述了厚板料沖小孔模具的設計及有限元模擬過程。首先簡明敘述了現(xiàn)代國內外模具發(fā)展概況，通過有限元模擬分析模具可能出現(xiàn)的問題，然后重點設計了沖裁模具中相關部件，如凹凸模、模架設計以及壓力機選擇，并對沖壓材料性能進行了分析。最后根據(jù)沖裁件的產品數(shù)量要求，以及結構要求，設計出來整套模具。整個設計過程都是用CAD、Pro/Engineering軟件進行參數(shù)化設計，使整個模具設計過程簡單明了。利用DEFORM軟件進行有限元模擬分析，為模具設計和成型工藝的指定提供參照依據(jù)。      

在設計過程中首先使用CAD軟件設計成型零件以及非標零件，然后在Pro/Engineering軟件中實現(xiàn)三維實體設計，最后導入DEFORM中，分析工件上選取點的應力、應變以及應變速率等相關因素，從而完成模具的整體設計以及有限元模擬，對直接指導生產有一定的意義。 

關鍵詞 ：厚板料；沖小孔；參數(shù)化設計；有限元模擬

ABSTRACT

The design of a die used for punching small holes on thick sheets and ...

Key words   thick sheet; blunt holes; parametric design; finite element simulation

目  錄

1  前  言1

1.1模具行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀1

1.2我國模具發(fā)展的現(xiàn)狀1

1.3參數(shù)化技術及有限元模擬慨述2

2  工件成型工藝性分析5

2.1鉤釘塊二維圖5

2.2結構特征分析及成型工藝性分析5

2.2.1結構特性分析5

2.2.2成型工藝性分析6

2.2.3 沖裁件材料的基本性能6

3  厚板沖小孔有限元模擬及其相關分析8

3.1有限元模擬及厚板沖小孔概述8

3.1.1有限元模擬8

3.1.2厚板沖裁模擬概述8

3.1.3金屬彈塑性大變形的有限元模擬9

3.1.4材料斷裂準則及斷裂模擬10

3.1.5有限元網格重劃分11

3.2 導入deform前相關準備11

3.3 沖裁加工模擬的建模12

3.3.1前處理13

3.3.2模擬過程線框圖15

3.3.3后處理器15

3.4 模擬結果及討論17

3.5  結論18

4  模具結構設計19

4.1計算沖壓力19

4.1.1 沖裁力19

4.1.2 卸料力及推料力19

4.1.3 總沖壓力20

4.2沖裁間隙20

4.3凸凹模工作部分尺寸與公差20

4.4 沖孔凸模的結構設計22

4.4.1 沖孔凸模的長度尺寸22

4.4.2 沖孔凸模工作部分結構如下圖22

4.4.3 沖孔凸模的強度校核23

4.5 凹模的結構設計23

4.5.1 凹模板的材料，外形和尺寸23

4.5.2 凹模板的厚度23

4.5.3 凹模板上孔壁的最小尺寸23

4.5.4 凹模工作部分結構圖24

5  沖壓成形工藝與設備25

5.1沖壓工藝方案及模具形式的確定25

5.1.1 工序的確定25

5.1.2 模具形式的確定25

5.2 沖壓設備的確定25

5.2.1 規(guī)格選用原則25

5.3 設備及相關模架確定26

5.3.1 壓力機確定及其參數(shù)26

5.3.2 模架相關確定27

5.4模具整體設計形式32

6   填寫沖壓工藝卡和編寫技術文件35

參考文獻37

致  謝38