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HZBGStampCAE单位：HZBG显示器机构件事业处报告人：张凡尊敬的总裁，各位长官，同仁，XX好。我是鸿准显示器机构件事业处的张凡，以下由我来做《冲压仿真技术在产品开发与生产中应用》的报告HZBGStampCAE报告结构•一.冲压仿真技术特点•二.冲压仿真案例分析1.产品设计阶段的仿真2.模具设计阶段的仿真3.试模阶段的仿真•三.公司信息资源固化•四.冲压仿真效益最大化展望报告分以下四段：一，这项技术的特点二，实际案例分析三，标准化四，总结HZBGStampCAE仿真能做什么？仿真不能做什么？•仿真整个冲压流程，显示冲压过程中出现的问题•从仿真的结果来优化产品和模具设计•告诉我们如何设计没有风险的产品•告诉我们如何设计没有问题的模具一.冲压仿真技术特点首先我们来了解这种技术它能做什么，不能做什么。能够仿真整个冲压流程，显示冲压过程中出现的问题，以此来优化产品和模具设计不能够告诉我们如何去设计没有风险的产品，和没有问题的模具。HZBGStampCAE仿真的优点？仿真的缺点？•冲压仿真并不能解决所有的冲压问题•有时候仿真也需要“试错法”进行迭代•增强对金属板材冲压成形的认识它的优点是增强对冲压的认识。仿真和经验结合起来可以更准确的进行风险预测和解决问题。缺点是仿真不可能立刻得出结论，而是需要一段时间来进行运算，有时候需要几次反复，并且冲压仿真的应用范围有一定的局限性。HZBGStampCAE目的----在可控的成本范围内，准时完成开发任务尝试新材料新工艺缩短开发周期消除/减少试验模使用低吨位的冲床降低模具成本改善产品质量周期质量成本冲压仿真就是一台虚拟冲床冲压仿真就是一台虚拟冲床，对质量成本交期三者进行平衡。目的就是在可控的成本范围内准时完成开发任务。HZBGStampCAE二.冲压仿真案例分析1.产品设计阶段的仿真通过分析﹐发现会有成形问题﹐而且制造的问题来源于产品设计问题。根据冲压仿真结果﹐设计中心停止开模﹐规避开发风险。A﹑设计中心某冲件开发下面是案例分析先是在产品设计阶段的运用大家看这个产品，边缘是卷起的圆形，很美观也避免了毛刺，但是这种设计却隐藏着工艺问题。HZBGStampCAE通过仿真可以发现：第一次成形时，没有问题。通过仿真可以发现：第二次成形时，角部变形，无法达到设计要求。根据模具部门提供的制程信息，我们进行了仿真上面这个动画是第一次成形时的状况，没有问题下面这个是第二次成形时的状况，直边的材料达到设计要求，而角部材料严重变形。根据冲压仿真结果﹐设计中心停止开模﹐规避开发风险。HZBGStampCAEB﹑N客户某冲件开发在产品的概念设计阶段，比较不同材料的成形性能，并对产品成形时容易出现问题的地方，提出设变建议。这个产品我们在客户概念设计阶段介入，比较了两种材料的成形性，并对容易出现问题的地方提出产品设变建议。HZBGStampCAE这两个顶点容易出现破裂，是设计关注点，建议降低这个凸台的坡度，增大周边圆角。仿真发现这两个顶点容易出现问题，建议降低这个凸台的坡度，增大周边的圆角HZBGStampCAE产品修改前后的状况这是产品设变前后的对比HZBGStampCAEAL5052H32：无法拉伸到产品高度产品设变后，AL5052无法拉伸到指定高度，在行程的一半处发生破裂HZBGStampCAEAL6061T6：可以拉伸到产品高度AL6061可以拉伸到指定高度无破裂，确认材料为AL6061HZBGStampCAEC﹑A客户某外觀件成形仿真分析協助模具开发人员对產品的成形性能進行仿真分析﹐預測成形后的表面質量。折弯角外表面是否会有裂纹？铝材折弯表面容易出现裂纹，这个产品选用厚度为5mm的铝材，模具设计人员关注产品外表面是否会产生裂纹HZBGStampCAE折弯角外表面的裂纹主要是由拉应变引起。折弯角外表面的拉应变最大值为15.7%，大于材料极限9.8%。所以出现微裂纹几率非常大！仿真发现，折弯角外表面的拉应变最大值为15.7%，大于材料极限9.8%，很可能会出现微裂纹HZBGStampCAE2.模具设计阶段的仿真A﹑A客户某冲件仿真在产品开发评估阶段就进行了成形性分析﹐预测成形的薄弱环节，为加速开发赢得时间。我们再来看模具设计阶段的仿真这个有鞍形的拉伸件很难判断哪个部位容易出现问题。HZBGStampCAECrackAreaCrackArea仿真的结果指出没有起皱现象，破裂点在鞍部附近的两个角上。软模打出的工件和仿真结果一致。HZBGStampCAEB.L客户手机饰片产品回弹变形预测通過仿真來分析产品在成形后可能造成的回弹情况，以便在模具中进行补偿。这是一个手机饰片，3D尺寸会影响装配效果，但是回弹的分布很复杂，难以预测。动画显示的是拉伸过程。HZBGStampCAE向上变形向下变形向下变形的地方可能与塑件造成干涉，向上变形的地方可能与塑件贴合不紧密。所以需要在模具设计时进行回弹补偿，仿真的结果可以提供一些参考。HZBGStampCAEC.抽桥数据库的建立机箱类零件的生产中局部成形的地方很多，例如抽桥，打凸等，由于这些成形是局部材料的流动，且由多因素影响，难于判断成形性，引入成形仿真建立数据库。抽桥是最常见的一种局部成形，可是它的极限高度却很难判断，通过仿真，可以得到各种情况下的极限高度。HZBGStampCAE通过初步分析，我们认为下列因素对成形都会造成影响，将其列入数据库中的变量。1.材质：EG2.材料厚度T：1.2mm3.桥宽L:5mm4.凹模圆角R1:0.5mm\0.8mm\1.2mm\1.6mm四种情况5.冲子圆角R2:0.5mm\0.8mm\1.2mm\1.6mm四种情况6.桥高H：5mm\8mm\10mm\12mm\15mm五种情况7.桥长A:A=3H\4H\5H三种情况这是建立一个抽桥数据库所涉及到的变量，它包括材质，厚度，桥宽，模具圆角，桥高和桥长HZBGStampCAE12mm10mm9mm8mm5mm5H12mm10mm8mm7mm5mm4H11mm10mm8mm7mm5mm3H15mm12mm10mm8mm5mmH\A1.凹模圆角R1:0.5mm冲子圆角R2:0.5mm时，最大拉伸高度。2.凹模圆角R1:0.5mm冲子圆角R2:0.8mm时，最大拉伸高度。12mm11mm9mm8mm5mm5H12mm10mm9mm8mm5mm4H12mm10mm9mm8mm5mm3H15mm12mm10mm8mm5mmH\A3.凹模圆角R1:0.5mm冲子圆角R2:1.2mm时，最大拉伸高度。12mm11mm9mm8mm5mm5H12mm10mm9mm8mm5mm4H12mm10mm9mm8mm5mm3H15mm12mm10mm8mm5mmH\A4.凹模圆角R1:0.5mm冲子圆角R2:1.6mm时，最大拉伸高度。13mm11mm10mm8mm5mm5H12mm11mm9mm8mm5mm4H12mm10mm9mm8mm5mm3H15mm12mm10mm8mm5mmH\A这是仿真结果汇集成的数据库HZBGStampCAE5.凹模圆角R1:0.8mm冲子圆角R2:0.5mm时，最大拉伸高度。6.凹模圆角R1:0.8mm冲子圆角R2:0.8mm时，最大拉伸高度。7.凹模圆角R1:0.8mm冲子圆角R2:1.2mm时，最大拉伸高度。8.凹模圆角R1:0.8mm冲子圆角R2:1.6mm时，最大拉伸高度。12mm10mm9mm8mm5mm5H12mm10mm9mm7mm5mm4H11mm10mm8mm7mm5mm3H15mm12mm10mm8mm5mmH\A12mm11mm9mm8mm5mm5H12mm10mm9mm8mm5mm4H11mm10mm8mm8mm5mm3H15mm12mm10mm8mm5mmH\A12mm11mm9mm8mm5mm5H12mm10mm9mm8mm5mm4H12mm10mm9mm8mm5mm3H15mm12mm10mm8mm5mmH\A13mm11mm10mm8mm5mm5H12mm11mm9mm8mm5mm4H12mm10mm9mm8mm5mm3H15mm12mm10mm8mm5mmH\A这样使用起来会比较方便快捷HZBGStampCAED.C-SHELL材料选择通过利用华南检测金属实验室单向拉伸实验提供的材料数据进行仿真运算，对回弹角大小的对比，来判断材料是否有良好的贴模性能，为材料的选择提供科学依据。相同牌号不同供应商的材料，对回弹变形的影响如何衡量？在CSHELL中，我们用华南检测金属实验室提供的多家供应商材料数据进行了仿真。HZBGStampCAE我们主要对比Chinasteel和SKY的性能表现5052-H32鋁材機械性能匯整表(3.0mmT)抗拉強度降伏強度伸長率彈性模量硬度K值(Mpa)(Mpa)(%)(Mpa)(HRB)(Mpa)0o232.6178.213.43693000.12380.4931.7339.390o227.7170.914.94693000.1222/31.5331.50o231.3158.116.23693000.15750.65221.9363.690o222.8150.218.61693000.16050.67222.2351.50o237.1171.817.9969300//29.8/90o////////0o238.1178.414.5693000.136/37.5/90o////////0o243.6177.814.46693000.1450.45731.3/90o////////KOBE方向性n值r值ALCOAChinasteelSKYNLM廠商名稱SpringbackForming左边是成形过程的动画，右边是回弹过程的动画，下表是华南检测提供的材料数据HZBGStampCAE仿真结果：红色：CHINASTEEL兰色：SKY两种材料在第二次折弯成形后回弹有明显差异，很明显，SKY比Chinasteel的贴模性能要好。结论：尽量选择硬化指数比较大的材料。不同的材料回弹角大小不同，左图是两个供应商材料仿真结果的叠加，可以清晰的看到它们对最终产品的影响。根据仿真结果，推荐使用硬化指数比较大的材料HZBGStampCAEA.H客户某折弯件对附近材料拉料情况的仿真通過仿真來分析折弯时材料流动是否会对最近边的材料拉料造成变形。3.试模阶段的仿真下面是试模阶段的运用这个折弯件折弯线和孔距离很近，模具设计人员担心孔会变形。HZBGStampCAE位移数值显示：材料流动不到0.02mm，孔周围无变形，和产品状况吻合。通过仿真可以判断，孔几乎没有任何变形，通过生产的产品状况得到验证HZBGStampCAEB.复杂零件的尺寸展开法拉利笼的展开是个非常麻烦的问题，需要多次“试错”。现在通过有限元的方法可以给试模提供展开尺寸，减少“试错”次数。红色：生产下料尺寸兰色：CAE展开尺寸今年我们还具备了复杂产品计算展开尺寸的功能。有限元展开的法拉利笼尺寸，虽然不能完全满足批量生产的要求，但是对于减少试模次数还是会有帮助的。右下图是两者的对比。HZBGStampCAEC.Q客户TFT-FRAME压伤仿真AL-FRAME側壁出現嚴重的壓傷，為發現問題和探討解決方案﹐仿真側壁折彎過程。椭圆处出现两处压伤取卡钩局部分析卡钩工艺槽这个产品要求很高，外观不允许有明显压伤，但是工艺槽下红色椭圆处，出现两处严重压伤。我们对卡钩局部进行仿真，探讨问题发生的原因。HZBGStampCAE上模工件滚轮入子為觀察方便﹐对此对称结构，我們顯示局部的一半﹐右圖為簡化的有限元模型。此处突起卡口在仿真中简化，滚轮为其避位打板这是构建的有限元模型，只显示了局部的一半，我们对突起的卡钩予以简化。滚轮为突起的卡钩避位，工艺槽下的材料折弯由入子完成。HZBGStampCAE模具继续下行﹐入子將工艺槽下的材料折彎﹐但是壓傷留在側壁。工艺槽下的材料由于剛度大﹐未折弯部分和滾輪的邊緣產生壓傷﹐這就是壓傷產生的主要原因。我们将成形动作分成两段，便于观察。左上动画显示，工艺槽下的材料由于剛度大﹐未折弯部分