制造业中经常用到冲压工艺,冲压是通过冲床或压力机上的模具对板材施加一定压力后,使材料产生塑性变形而形成目标产品的工艺过程。冲压模具一般分为压边圈,冲头,凹模三部分。
一般的,复杂零件设计有多个工序,这些工序由分布在冲床上不同工位的工站完成,工站之间呈直线排布,没完成一个冲压行程后由送料机按固定步距向前送料,这样在一套模具上完成多个工序的模具称为级进模。
以下案例为两站设计的级进模,各工具部件展示如下,磨具采用离散刚体建模:
组装模型:
采用Abaqus/CEA的Dynamic,Explicit进行冲压过程的仿真模拟,分析步数量越多,会导致整体求解时间增加,因此,需要提前考虑各部件的位置和工具的运动方式,尽量精简分析步,在这里创建如下三个分析步。
采Drawing1:DIE_OP1固定,Punch_OP1下移(此步完成后,板料与OP1工具间的接触处于关闭状态);
Close2:DIE_OP2固定,Binder下移,夹持板料;
Drawing2: DIE_OP2&Binder固定,Punch_OP2下移。结果展示(动态图)
以上分析结果处于模具未释放的理想状态,当磨具打开后,产品必定存在回弹变形,可以将以上分析的应力结果导入新的Model,使用隐式求解器计算该产品的回弹趋势。初始应力导入如下:
应力释放后回弹变形结果如下所示:
由回弹分析结果可知,侧壁最大回弹0.28mm
1、利用Abaqus进行冲压仿真模拟,可以得到冲压后零件的应力,厚度等结果;
2、Dynamic,Explicit 分析结果可在Static,General分析中用作初始边界条件。