論文開題報告：薄板沖壓件回彈控制與模具補償研究

大學本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
學院：　機電及自動化學院　　　　　　　　　　　　專業(yè)班級：2008級材料成型及控制工程

課題名稱 薄板沖壓件回彈控制與模具補償研究

1、本課題的的研究目的和意義：
板料成形技術是一種重要的金屬塑性加工方法，廣泛應用于現代工業(yè)生產中。它利用金屬塑性變形的特性，在模具的作用下，使板料產生相應的塑性變形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的零件。沖壓生產靠模具與設備完成其加工過程，具有生產效率高、產品質量與穩(wěn)定性好、能耗與成本低等顯著特點，因而在汽車、儀表、航空航天、電子信息、輕工等工業(yè)領域中得到廣泛應用。
板料沖壓加工過程的控制、模具的設計和制造直接影響到沖壓產品的質量和精度。起皺、拉裂和回彈是薄板沖壓成形過程中最為常見的三種缺陷，其中回彈是最難控制的�；貜検怯捎跊_壓件在成形過程中不僅存在塑性變形，還存在彈性變形，卸載后由于彈性變形的恢復而引起的。當回彈量超過一定的誤差范圍后，就形成成形缺陷，嚴重影響沖壓件的形狀、尺寸精度和后續(xù)裝
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法和有限元數值模擬法，其中有限元數值模擬技術發(fā)展最快。
①解析法 主要是對簡單沖壓件純彎曲或拉彎成形的回彈過程進行分析，建立了一些描述和計算回彈的力學模型。解析法比較適合求解二維簡單沖壓件的成形回彈問題，然而，解析法的缺點在于其難于處理復雜三維沖壓件的成形回彈問題。
②實驗法 主要目的有兩個：一是為校驗解析或數值計算時采用各種假設后所得到結果的正確性；二是可以直接獲得實際結構(或相似模型)在真實(或相似)載荷作用及工藝條件下回彈前后的實際數據，進而整理成為經驗公式或圖表，以供生產或設計時參考，同時可以對某種具體材料及工藝條件建立起經驗模型用于回彈的工藝控制，顯然該方法在實際生產中具有很大的局限性。
③有限元數值模擬方法 沖壓成形過程中由于涉及復雜的材料屬性、幾何形狀和邊界條件，必須借助數值模擬技術，一般的解析方法對此則無能為力。板料成形的數值模擬技術始于20世紀70年代。20多年來，在材料模型、單元類型、接觸摩擦處理、非線性算法等方面都有了很大的發(fā)展。板料沖壓的全過程應當包括成形和回彈兩個既相互關聯又相互獨立的過程。從單元模型看，由于回彈仿真要考慮彎曲效應，故一般采用實體殼單元、退化殼單元和修正膜單元等進行計算。模擬結果表明：1)現有有限元軟件的回彈模擬精度還不是很高，不同軟件間的差異也較大；2)將顯式和隱式有限元程序結合起來，非常適合于求解回彈問題。
（3）回彈控制方法發(fā)展概況
沖壓過程中產生的回彈類型主要有：拉延回彈、翻邊回彈、整形回彈以及切邊回彈。板料沖壓成形過程中回彈缺陷的控制方法主要可以分為兩類，一是通過修正模具型面或模具結構使沖壓件過正成形，利用回彈規(guī)律，使其卸載后的形狀與期望形狀相符或相近：二是制定合理的成形工藝，改變板料成形時的應力狀態(tài)，或使板料發(fā)生充分塑性變形，來抑制回彈變形的發(fā)生。實際工程中兩類方法結合使用，可獲得最佳效果。其中工藝控制法是通過控制成形過程的工藝條件來獲得最小回彈的方法，但在實際生產過程中，壓邊力、模具圓角、摩擦狀態(tài)等因素的改變空間相對較少，而實際中運用最多的還是型面補償法。而型面補償法建立在純理論計算或數值模擬基礎之上，具有速度快、成本低的特點，取得了一定的效果。但單純以回彈理論預測精度較差，必須輔以適當的工藝試驗才能得到較為滿意的結果。數值模擬迭代法效率高、費用低，但此方法的前提是成形和回彈仿真精度必須首先得到保證，而這一點正是目前數值模擬的缺陷所在。所以有一些學者將CAE仿真技術與快速模具制造結合起來實現模具的優(yōu)化設計。另外一些學者則采用模具實驗迭代修正方法進行模具優(yōu)化設計，實現回彈的有效控制。
3、 本課題的主要研究內容（提綱）和成果形式：
（1）研究主要內容
1）研究回彈產生機理和回彈補償方法；
2）建立沖壓件模具裝配圖的三維爆炸圖和成形過程有限元模型；
3）對沖壓件模具型面進行回彈補償，設計出符合要求的模具型面；
4）對比分析模具型面補償前后的回彈情況。
（2）成果形式
1）給出沖壓件成形回彈模擬分析結果的成形極限圖、減薄率圖和截面曲線對比圖；
2）給出模具型面補償前后回彈模擬結果的截面曲線對比圖。
4、擬解決的關鍵問題：
完成沖壓件模具裝配的三維爆炸圖設計和成形過程有限元模型建立；完成補償后模具型面的設計與有限元模擬；完成模具型面補償前后沖壓件回彈模擬結果對比分析。
5、研究思路、方法和步驟：
（1）應用三維CAD軟件Proe完成沖壓件的模具設計與模具裝配的三維爆炸圖；
（2）將沖壓件以.igs格式導入Dynaform軟件中，在Dynaform軟件中建立板料，上下拉深模和壓邊圈的有限元模型，并進行成形模擬分析；
（3） ……（未完，全文共3923字，當前僅顯示1981字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告：薄板沖壓件回彈控制與模具補償研究》）