冲压模的参数化设计和有限元分析- .pdf

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1、嚣舞栏目主持朱光明c饿如；胁，(冲压模的参数化设计和有限元分析苏州信息职业技术学院(江苏215200)戴茂良本文在MechanicalDesktop平台上借助垫圈冲孔弯宽、高、冲压小孑L的型腔直径、零件落料型腔的长和曲落料模的结构，着重研究冲压模的参数化设计和零件宽，通过这些变量确定了凹模的基本结构，其他尺寸用的有限元分析。6个变量的相关表达式来表示。在设计过程中通过变量1．冲模零件的参数化设计的输入，可以驱动和修改零件基本的结构及各部分的尺(1)创建参数化草图在MDT中首先要生成零件寸，真正达到参数化设计的目的。的二维草图，草图建立依据零件的特征进行，一般简单零件是以截面轮廓作为

2、草图，复杂的零件如弹簧类、三维管道等创建的是扫描路径草图。在生成二维草图特征时，可以利用MDT提供的几何约束和尺寸约束功能。提供的多种几何约束方式，如水平、垂直、正交、同心、同线、等长和投影等，合理利用这些几何约束，可以减少绘制草图的工作量。冲模主要由板类和柱类零件组成。板类绘制的草图图2凹模的变量设计一般是截面轮廓，通过拉伸(3)建立表驱动MDT可以与MicrosoftExcel电子形成三维基础模型，在基础表格实现关联，驱动和设计零件或系列零件。通过编辑模型上放置各种特征，形成电子表格中的数据，可以实现对零件尺寸的修改和建立复杂零件的模型。凹模的三零件的不同版本。图3为根据凹模规

3、格建立的不同版维模型如图1所示，是通过本，表中的第一列为6个设计变量的符号，第一行为零在板块基础模型的上下两个图1凹模三维模型件不同的版本，版本是以凹模落料型腔的尺寸来表示平面创建孔特征，形成冲压孔的型腔，在上下两个平面的，分别有10×12、12X14、14×16三个版本。该表格绘制草图，定义截面轮廓，对截面轮廓进行切除拉伸，与MDT环境中的模型建立链接关系，可以通过修改表形成冲压零件的落料型腔。中的某个变量的数值去驱动模型的结构和特征的改变。(2)设计变量在模具的设计过程中，需要进行方反之，MDT环境案的综合比较，设计过程中模具结构需要反复修改逐步下模型中变量的数优化。MDT通过

4、变量驱动尺寸对零件和其特征进行控值改变能及时更新制，修改尺寸和结构十分方便。表中数据，这样外零件的参数化设计主要工作是在分析零件结构的基形相似零件和系列础上分配设计变量，零件的尺寸应由惟一的变量和变量零件建模时，可以表达式来控制，应避免重复驱动。如图2所示，在凹模大大节省时间，同的建模中通过研究使用了6个变量，分别是凹模的长、时从表中控制零图3凹模变量电子表格参磊棚工—l／墩cA嚣件，可避免由于尚未在大量模型中执行设计修改所带来模模型，执行三维有限元分析。首先对三维模型工作场的失误。景进行设定，即添加支撑和载荷。工作时凹模受的支撑(4)冲模的装配完成冲压模全部零部件三维实体是凹模底

5、板对凹模整个底面的支持力，载荷主要是两个，造型后，可进行冲模的三维装配。MDT提供了一个零件一个是压料力，可以通过冲裁力乘以相应系数得到，平的装配平台，在平台上装配的过程是实际装配场景的提均作用于凹模工作面的一个区域，另一个是刃口的冲剪前再现，通过模拟装配，可以改进和优化模具结构。力，以材料冲裁最大变形抗力来计算，变形抗力主要使零件装配的过程，实际在各个零件模型施加一定的刃13的侧面受到了剪应力，通过剪应力可以计算出刃13装配约束关系，约束关系主要有重合(Mate)、插入受到的平均冲剪力。接着可以执行有限元分析计算，对(Insert)、齐平(Flush)和角度(Angle)等四种。

6、在装凹模模型进行有限元网格划分，将该结构模型划828配的过程中，需要不断修改、调整和完善。修改主要包个单元和1681个节点。括两种：一种是装错了的修改，这时只要删除所施加的图5、图6所装配约束，重新确定新的装配约束关系即可；另一种是示为在板料冲压时零件结构、参数的修改。凹模应力分布图和装配进行中和完成后可进行干涉检查，实际零件装变形网格图。图5配时有间隙、过盈与过渡配合关系，实现正确的装配是中应力用了第四强冲模能否正常工作的前提。通过装配干涉，检查工具可度理论的等效应力以显示出于涉部位的图块，以便进行合理的修改和调整。——V0nMises应力图4是装配后的弹簧垫圈冲孔落料模的三维模

7、型。装配分为上、下模两部分。上模装配部分简单的装配顺序为：大导套以过盈装配关系压入上模架，上模垫板和已装配入凸模的固定板通过内六角头螺钉固定和销钉定位在上模架的相应位置，弹性卸料应力，为模具材料的选用和结构图6变形网格板通过小导柱、螺钉弹簧与上模架联接。下模装配部分的设计提供有价值的参考意见。(材料：$235JR；位移：简单装顷序为：导柱压配入下模架，下模垫板和已压入mm；最大x：一001501234，最大y：一n00145597，凹模的凹模固定板通过内六角头螺钉固定