浅谈钣金件毛坯料的计算方法
钣金件地展开计算---准确计算

钣金中的展开计算一、钣金的计算方法概论钣金零件的工程师和钣金材料的销售商为保证最终折弯成型后零件所期望的尺寸,会利用各种不同的算法来计算展开状态下备料的实际长度。
其中最常用的方法就是简单的“掐指规则”,即基于各自经验的算法。
通常这些规则要考虑到材料的类型与厚度,折弯的半径和角度,机床的类型和步进速度等等。
总结起来,如今被广泛采纳的较为流行的钣金折弯算法主要有两种,一种是基于折弯补偿的算法,另一种是基于折弯扣除的算法。
为了更好地理解在钣金设计的计算过程中的一些基本概念,先了解以下几点:1、折弯补偿和折弯扣除两种算法的定义,它们各自与实际钣金几何体的对应关系2、折弯扣除如何与折弯补偿相对应,采用折弯扣除算法的用户如何方便地将其数据转换到折弯补偿算法3、K因子的定义,实际中如何利用K因子,包括用于不同材料类型时K 因子值的适用范围二、折弯补偿法为更好地理解折弯补偿,请参照图1中表示的是在一个钣金零件中的单一折弯。
图2是该零件的展开状态。
折弯补偿算法将零件的展开长度(LT)描述为零件展平后每段长度的和再加上展平的折弯区域的长度。
展平的折弯区域的长度则被表示为“折弯补偿”值(BA)。
因此整个零件的长度就表示为方程(1): LT = D1 + D2 + BA (1)折弯区域(图中表示为淡***的区域)就是理论上在折弯过程中发生变形的区域。
简而言之,为确定展开零件的几何尺寸,让我们按以下步骤思考:1、将折弯区域从折弯零件上切割出来2、将剩余两段平坦部分平铺到一个桌子上3、计算出折弯区域在其展平后的长度4、将展平后的弯曲区域粘接到两段平坦部分之间,结果就是我们需要的展开后的零件图1H ----------------------- L T--------- D2 ------------ KA ----------------------- DI -------- I图25.K-因子法K-因子是描述钣金折弯在广泛的几何形状参数情形下如何弯曲/展开的一个独立值。
(完整版)钣金展开计算方法

钣金展开计算方法计算方法展开的基本公式展开长度: =料内+料内+补偿量1 R=0,折弯角B =90 °T<1.2,不含1.2mm) L=(A-T)+(B-T)+K=A+B-2T+0.4T上式中取:X=T/4K= X* n/2=T/4* n/2=0.4T2 R=0, 0=90 ° (T M.2,含1.2mm)L=(A-T)+(B-T)+K=A+B-2T+0.5T上式中取:X=T/3K= X* n/2=T/3* n/2=0.5T3 R 丸0=90 °L=(A-T-R)+(B-T-R)+(R+ X* 冗/2 当R夺T时X=T/21T W R <5T X=T/3T<12mm QJL F--------------- A --------------- 51£ET >=t2rrmA-0 < R <t X=t 4<="" p=""x/t 入=t>(实际展开时除使用尺寸计算方法外,也可在确定中性层位置后,通过偏移再实际测量长度的方法•以下相同)4 R=0 0^90 °QT/3L=[A-T*tan (a/2)]+[B-T*tan (a/2)]+T/3*a(a单位为rad,以下相同)5 R丸0却0 °L=[A-(T+R)* tan (a/2)]+[B-(T+R)*tan( a/2)]+(R+ R*a当R夺T时X=T/21T W R <5T QT/30 < R <t = 4<="" p=""></t Z=t>6 Z 折1.计算方法请示上级,以下几点原则仅供参考:r11F CJL=A-T+C+B+K/2 7 Z 折2.C^3T时< 一次成型>:L=A-T+C+B+D+K8抽芽抽芽孔尺寸计算原理为体积不变原理,即抽孔前后材料体积不变;ABCD四边形面积=GFEA所围成的面积. 一般抽孔高度不深取H=3P(P为螺纹距离),R=EF见图••• T*AB=(H -EF)*EF+ n*(EF)2/4••• AB={H*EF+( n/4-1)*EF2}/T•••预冲孔孔径=D -2ABTMJ.8 时,取EF=60%T.在料厚T<0.8时,EF的取值请示上级.9方形抽孔1 !41%专—方形抽孔,当抽孔高度较高时(H>Hmax),直边部展开与弯曲一致,圆角处展开按保留抽高为H=Hmax的大小套弯曲公式展开,连接处用45度线及圆角均匀过渡,当抽孔高度不高时(H爭max)直边部展开与弯曲一致,圆角处展开保留与直边一样的偏移值•以下Hmax取值原则供参考.当R14MM时:材料厚度T=1.2~1.4 取Hmax =4T材料厚度T=0.8~1.0 取Hmax =5T材料厚度T=0.7~0.8 取Hmax =6T材料厚度T 0.6取Hmax =8T当R<4MM 时,请示上级.10压缩抽形1 (Rd旨.5T)原则:直边部分按弯曲展开,圆角部分按拉伸展开,然后用三点切圆(PA-P-PB)的方式作一段与两直边和直径为D的圆相切的圆弧.当Rd旨.5T时,求D值计算公式如下:D/2=[(r+T/3)2+2(r+T/3)*(h+T/3)]1/2PB11压缩抽形2 (Rd>1.5T)原则:直边部分按弯曲展开,圆角部分按拉伸展开,然后用三点切圆(PA-P-PB)的方式作一段与两直边和直径为D 的圆相切的圆弧.当Rd>1.5T 时:按相应折弯公式计算•D/2={(r+T/3)2+2(r+T/3)*(h+T/3)-0.86*(Rd-2T/3)*[(r+T/3)+0.16*(Rd-2T/3)]}1/212卷圆压平图(a):展开长度_=A+B-0.4T图(b):压线位置尺寸A-0.2T图(c): 90 °折弯处尺寸为A+0.2T图(d):卷圆压平后的产品形状13侧冲压平图(a):展开长度_=A+B-0.4T图(b):压线位置尺寸A-0.2T图(c): 90 °折弯处尺寸为A+1.0T图(d):侧冲压平后的产品形状14综合计算如图:_=料内+料内+补偿量=A+B+C+D+中性层弧长(AA+BB+CC)(中性层弧长均按“中性层到板料内侧距离入=T/3 ”来计算)备注:a标注公差的尺寸设计值:取上下极限尺寸的中间值作为设计标准值.b孔径设计值:一般圆孔直径小数点取一位(以配合冲头加工方便性),例381取3.9.有特殊公差时除外例:①3.80+0.050 取①3.84.c产品图中未作特别标注的圆角,一般按R=0展开.附件一:常见抽牙孔孔径一览表说明:1以上攻牙形式均为无屑式•2抽牙高度:一般均取H=3P,P为螺纹距离(牙距).3.内径:M3 ①2.75 M3.50 ①3.20 M 4 ①3.65 # 6-32 ①3.10在R丸,注意:折弯系数不是绝对的,各加工工厂的钣金工艺工程师会根据所用GB材料以及加工机器而略有微弱变化。
钣金展开计算方法简介课件

L = π(R + t) - (π - 2θ)t
计算工具与软件介绍
AutoCAD
01
一款常用的CAD软件,可用于绘制钣金展开图和进行相关计算。
SolidWorks
02
一款功能强大的三维CAD软件,可用于钣金设计和展开计算。
FEA(有限元分析)软件
03
如ANSYS、ABAQUS等,可用于模拟钣金展开过程和进行详细
的结构分析。
03
钣金展开计算的实例分析
实例一:简单折弯件的展开计算
基础计算
简单折弯件是指只有一个弯折的钣金件。其展开计算主要考虑弯折的角度和材料 的厚度。常用的公式是:长度 = 原始长度 - 2 * tan(θ/2) * r,其中θ是弯折角度, r是内半径。
实例二:复杂折弯件的展开计算
多步骤计算
校核与调整
根据计算结果,校核展开尺寸 是否符合实际需求,如有需要
可进行适当调整。
计算公式与数学模型
平行线法展开公式
L = π(R + t) - (R - t)ln(R / t)
三角形法展开公式
L = (πR + 2t)arcsin(t / R) - (R - t)ln[R / (R - t)sin(arcsin(t / R))]
VS
高强度材料
高强度材料的出现使得钣金零件的承载能 力和稳定性得到了显著提高,但同时也带 来了更大的加工难度和计算复杂性,需要 展开计算方法不断更新和完善。
新工艺对钣金展开计算的影响
激光切割技术
随着激光切割技术的不断发展,钣金零件的 加工精度和速度得到了极大提升,对钣金展 开计算的精度和效率也提出了更高的要求。
04
常用的钣金展开计算方法与技巧,绝对好宝典,好好收藏吧

常用的钣金展开计算方法与技巧,绝对好宝典,好好收藏吧展开计算原理板料在弯曲过程中外层受到拉应力,内层受到压应力,从拉到压之间有一既不受拉力又不受压力的过渡层—中性层,中性层在弯曲过程中的长度和弯曲前一样,保持不变,所以中性层是计算弯曲件展开长度的基准。
中性层位置与变形程度有关,当弯曲半径较大,折弯角度较小时,变形程度较小,中性层位置靠近板料厚度的中心处,当弯曲关径弯小,折弯角度增大时,变形程度随之增大,中性层位置逐渐向弯曲中收的内侧移动,中性层到板料内侧的距离用λ表示.展开的基本公式:展开长度=料内+料内+补偿量1.1 中性层系数注明:K1适用于有顶底的V形或U形弯曲,K2适用于无顶底的V 形弯曲.但通常我们习惯取K2值。
1.2 压弯90度角的修正系数a值注明:此数据可单独用于90度角的折弯修正,也可与中性层系数互相检查核对。
1.3 其余图形展开计算方法:1.4 当折弯角度为90度,r=0(俗称“90度清角”)时,各材料厚度对应的经验值:r/t≦0.5时,均可按90度清角计算展开长度.展开注意事项为了防止产品展开过程中的失误,造成下料模的多次修改, 特制定下料模的制作方式.(1). 凡对一些展开存在不确定因素的产品, 例如, 有拉伸性质的展开, 多次折弯, Z折,有拉料现象等产品的下料模, 经工程分析有必要先试模的, 其制作方式如下:A. 下料模的模板先不完全加工完毕,先完成机加及热处理部分,线割部分暂缓加工.B. 成型模先做, 试模时先镭射(按下料模展开尺寸)试模, 产品先做实测, 不合格时修正展开尺寸再镭射,一直修到合格为止, 合格样品送客户先承认.C. 样品经客户承认后, 按修正展开尺寸整理下料模, 进行下料模的线割加工.(2). 对展开较直观的, 可基本控制的产品, 一般只要经俩人展开核对无误,下料模可按正常方式加工。
钣金成本核算

冲压件如何报价材料费+冲工+表面处理+包装包材+运输+利润一部分是模具费另一部分是产品价格=材料成本+加工费+利润+税每个工厂不一样,报价也不一样。
主要是成本控制( 材料+人工+杂费)*利润比例怎么计算冲压件报价?. 钣金件报价主要涉及到以下几个方面:材料费、型材模具费、冲压模具费、夹具费、冲压费、机加工费(如CNC加工等)、表面处理(如氧化、喷漆、丝印、喷涂、表面镀锌等)。
二. 报价的流程报价的流程如下:三. 分项报价①材料费:将零件展开,计算零件的展开长度;再用计算公式L(mm)×W (mm)×H(mm) ×(g/cm )×单价(元/Kg)×(1.1-1.2)/10 计算出材料的费用。
②冲压模具费:根据零件的形状估算冲模的凸凹模面积,单边余量放5cm,高度上放3-5cm,根据模具尺寸来查模架的标 ...钣金件如何报价材料费=基本材料费用+材料毛坯系数(主要是共边用料)、加工费=(单步工序时间*单工序价格或按一定长度规定价如折弯一道弯(一米以上是多少每道弯多少钱等,普冲是按一脚多少钱)。
采购件费,外协费,表面处理费,有点档次的公司估计会算利润、包装运输费等。
一般企业都有规定文件,大多不是拍脑袋乱来的,材料费*系数=加工费那是乱来的,一个小小的零件,要折7道弯,你说能用材料费决定加工费吗。
谁做谁亏。
钣金件的报价有公式可依?如有,可以提供一些?材料费+工时费+能源动力+设备折旧+模具凭摊, 考虑成品率,在考虑税收价格=[(材料费+工时费+能源动力+设备折旧+模具凭摊)/成品率]*117%+包装运输费钣金件的报价组成:1.计算钣金件材料费;2.加工工时费;3.动力费;4.管理费5.利润6.税金其中主要的是材料费,有了材料费简单报价就可以采用1料几工来报价,比如材料费一元钱,采用一料一工报价就是2元。
一料几工取决于钣金件的加工复杂程度,还要兼顾本行业的情况。
新版-钣金件的展开计算---准确计算

钣金中的展开计算说明一、钣金的计算方法概述钣金零件的工程师和钣金材料的销售商为保证最终折弯成型后零件所期望的尺寸,会利用各种不同的算法来计算展开状态下备料的实际长度。
其中最常用的方法就是简单的“掐指规则”,即基于各自经验的算法。
通常这些规则要考虑到材料的类型与厚度,折弯的半径和角度,机床的类型和步进速度等等。
总结起来,如今被广泛采纳的较为流行的钣金折弯算法主要有两种,一种是基于折弯补偿的算法,另一种是基于折弯扣除的算法。
为了更好地理解在钣金设计的计算过程中的一些基本概念,先了解以下几点:1、折弯补偿和折弯扣除两种算法的定义,它们各自与实际钣金几何体的对应关系2、折弯扣除如何与折弯补偿相对应,采用折弯扣除算法的用户如何方便地将其数据转换到折弯补偿算法3、K因子的定义,实际中如何利用K因子,包括用于不同材料类型时K因子值的适用范围二、折弯补偿法为更好地理解折弯补偿,请参照图1中表示的是在一个钣金零件中的单一折弯。
图2是该零件的展开状态。
折弯补偿算法将零件的展开长度(LT)描述为零件展平后每段长度的和再加上展平的折弯区域的长度。
展平的折弯区域的长度则被表示为“折弯补偿”值(BA)。
因此整个零件的长度就表示为方程(1):LT = D1 + D2 + BA (1)折弯区域(图中表示为淡***的区域)就是理论上在折弯过程中发生变形的区域。
简而言之,为确定展开零件的几何尺寸,让我们按以下步骤思考:1、将折弯区域从折弯零件上切割出来2、将剩余两段平坦部分平铺到一个桌子上3、计算出折弯区域在其展平后的长度4、将展平后的弯曲区域粘接到两段平坦部分之间,结果就是我们需要的展开后的零件图15. K-因子法K-因子是描述钣金折弯在广泛的几何形状参数情形下如何弯曲/展开的一个独立值。
也是一个用于计算在各种材料厚度、折弯半径/折弯角度等广泛情形下的弯曲补偿(BA)的一个独立值。
图4和图5将用于帮助我们了解K-因子的详细定义。
支架类钣金零件展开料角度计算方法
支架类钣金零件展开料角度计算方法支架类钣金零件展开料角度计算方法主要通过以下步骤完成:
1、确定展开料的边界条件。
例如:根据几何形状的参数来确定展
开料的边缘点,对无法确定的边缘点或是多边形,可以利用有限元分
析展开料的封闭性能;
2、计算展开料所牵涉到的角度。
大多数钣金工艺中,所使用的料
件角度要求不大于60°;
3、计算料件角度关系。
在计算单个料件的角度时,除了考虑标准
角度(45°、60°等),还要考虑料件之间的角度关系,即变形角、
折痕角等;
4、计算展开料的分割方法。
在某些情况下,料件的角度不会超过60°,但是因为料件的厚度或者原料的尺寸限制,造成料件无法一次
完全展开,需要按一定组合方式进行分割;
5、展开料角度优化计算。
考虑到展开料的分割方法可以节省原料,对于多边形料件,可以针对每个料件计算展开料的角度,以最终得出
消耗最少的展开料方案;
6、展开料角度检验计算。
每一次计算结果都要进行检验核对,确
认计算角度是否正确,以及计算方案是否满足料件的尺寸要求,以确
保料件加工的质量。
钣金件的展开计算方法
饭金中的展开计算一、饭金的计算方法概论件金零件的工程师和饭金材料的销售商为保证最终折弯成型后零件所期望的尺寸,会利用各种不同的算法来计算展开状态下备料的实际长度。
其中最常用的方法就是简单的衣指规则1|即基于各自经验的算法。
通常这些规则要考虑到材料的类型与厚度,折弯的半径和角度,机床的类型和步进速度等等。
总结起来,如今被广泛采纳的较为流行的饭金折弯算法主要有两种,一种是基于折弯补偿的算法,另一种是基于折弯扣除的算法。
为了更好地理解在饭金设计的计算过程中的一些基本概念,先了解以下几点:1、折弯补偿和折弯扣除两种算法的定义,它们各自与实际饭金几何体的对应关系2、折弯扣除如何与折弯补偿相对应,采用折弯扣除算法的用户如何方便地将其数据转换到折弯补偿算法3、K因子的定义,实际中如何利用K因子,包括用于不同材料类型时K因子值的适用范围二、折弯补偿法为更好地理解折弯补偿,请参照图1中表示的是在一个饭金零件中的单一折弯。
图2是该零件的展开状态。
折弯补偿算法将零件的展开长度(LT)描述为零件展平后每段长度的和再加上展平的折弯区域的长度。
展平的折弯区域的长度则被表示为■W弯补偿值(BA)。
因此整个零件的长度就表示为方程(1):LT = D1 + D2 + BA (1)折弯区域(图中表示为淡***的区域)就是理论上在折弯过程中发生变形的区域。
简而言之,为确定展开零件的几何尺寸,让我们按以下步骤思考:1、将折弯区域从折弯零件上切割出来2、将剩余两段平坦部分平铺到一个桌子上3、计算出折弯区域在其展平后的长度4、将展平后的弯曲区域粘接到两段平坦部分之间,结果就是我们需要的展开后的零件图1—----------------------- 代Tb*----------- D2-------------- -4*- BA —4 ---------------- D1 ---------- -*1图2 |5. K-因子法K-因子是描述饭金折弯在广泛的几何形状参数情形下如何弯曲/展开的一个独立值。
钣金加工计算公式集合
钣金折弯计算公式1.生产车间经验值2.PROE计算公式PROE钣金展开经验公式经验公式(车间老师傅的算法,在实际中略有不同,需要调整)前提条件:r<2 壁厚<2.5 折弯角度90°展开长度L=L1+L2-2T+0.5T (1)L1 L2为外径T为板厚也即L=L1'+L2'+0.5T (2) L1' L2'为径T为板厚还即L=L1"+L2"+2r+0.5T (3) L1" L2"为直段长度r为折弯径我这里是用的0.5T,大多数人有用0.3T的如果r/T>2,就直接用中性层K=0.5计算好了再看PROE中的展开PROE中的展开长度就是:L=L1"+L2"+DL L1" L2"为直段长DL为弧段展开长请记住这个DL,这个DL就是我们要制作的折弯表的值!再回过来看看上贴的第三个公式L=L1"+L2"+2r+0.5T 很容易导出:DL=2r+0.5T DL为弧段展开长r为折弯径现在要制作折弯表了折弯系数DL弧长=2(R+KT)*3.14*(折弯角/360) K为K因子 T为厚 R为侧半径折弯系数DL弧长=2R+0.2T =K=0.41因子折弯扣除L=2R-0.2T折弯系数DL弧长=2R+0.3T =K=0.46因子折弯扣除L=2R-0.3T折弯系数DL弧长=2R+0.35T =K=0.5因子折弯扣除L=2R-0.35T钣金展开经验计算方法声明:本计算方法为本人经验算法,只在本人现工作之处适用,照搬可能会有偏差。
先说一个名词:折弯余量折弯余量这个名词我在论坛别的贴子已经说过,这里再重复一下:一个已成形的钣金折弯,它有三个尺寸:两个轮廓尺寸和一个厚度尺寸,定义两个轮廓尺寸为L1、L2,厚度尺寸为T,我们都已知道,L1+L2是要大于展开长度L的,它们的差值就是折弯余量,我定义为K,那么一个弯的展开尺寸L=L1+L2-K。
钣金开展尺寸计算方法
钣金展开尺寸计算方法
有好几种方法。第一种方法是你剪一个一百宽的料,用折弯机 这一道弯,记住板厚。加减系数便出来了,试三次取中数即可。 这是最简便的方法。以此类推。 也是最精确的方法。可以学 习PRO\E。CAXA软件,哪里有自动展开功能。不过系数还要 靠前面试出来。由公式可以计算,不过不好记,给你列一个常 用系数 : 板厚 每道折弯减去系数 (毫米) 1, 1.6-1.8 1.5, 2.5 2.0, 3.5 2.3, 3.6 3.0, 5.0 4.0, 7 (系数会随你折弯下摸所用的槽宽的大小变化)仅供参考。 如果是非90度的异形角,可以根据90度的折弯系数进行估计。 135度的折弯角,2mm厚的冷扎钢板是减1mm. 系数的确定还 要看你用的上下模是多大的开口。要根据你厂的折弯机而定。 1.对于折弯角度大于90度的来说,可利用公式计算出需要扣除 的尺寸: 扣除的尺寸=tan(折弯角度/2 -90度)X0.8X板厚 举个例子:3mm厚的板材折弯135度,画展开图时我们应该扣 除多少尺寸呢? tan(135度/2 -90度)X0.8X3=0.99mm 即扣除尺寸为0.99mm 2.折弯角度为锐角的扣除方法,得通过画图的方法来求出.
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浅谈钣金件毛坯料的计算方法
摘要:钣金件毛坯料的计算问题是一个重要的工艺环节。本文对各种传统的
钣金件的毛坯料的计算方法进行了分析;同时也对先进的计算方法进行详细的阐
述。通过分析可以得到传统和先进的计算方法的各自优点和适用场合。
引言
钣金件毛坯料的计算方法是钣金工艺中的一个难题,同时也是分析钣金件件
变形程度、设计工艺及拟订工艺规程的前提。如果钣金件的设计合适,这晚过程
中材料的流动性将更好,从而明显地减少拉裂现象的发生,成形极限也可有所提
高,减少切边余量,节约金属材料。
1. 传统钣金件毛坯料的计算方法
1.1.经验法
经验法是根据面积不变原理进行折弯展开计算的一种近似方法,在实际生产
中被广泛应用。由于成形过程力学分析复杂,人们经常采用近似的几何估算和试
模修正相结合的方法得到折弯展开的近似形状。不同种类零件的经验公式各不相
同,目前企业采用的方法。
1.2.逐次逼近法
逐次逼近法是取印有坐标网格的一定形状的板材作初始毛坯料,将其压延成
适当高度的工件,观察凸缘外边缘处材料,通过分析判断出多余材料的部位,在
下一次钣金上将该部分去除:接着用经过第一次去除的钣金外形作为本次钣金的
初始形状,重新压延,观察并去掉多余的料,如此循环往复进行,直到得出真实
结果。但是该方法资源消耗较大,而且应该去掉部分不容易定量把握,因此该方
法效率较低。
1.3.拼合法
拼合法是根据压延件相应部分面积相等的条件确定毛坯各部分的面积。展开
原则是直边部分按弯曲变形毛坯的长度进行计算,圆角部分按四分之一圆杯压延
变形计算毛坯半径,然后用圆角光滑连接过渡区,即可得到毛坯形状。拼合法对
压延过程中凸缘材料流动进行的非连续性假设和整体转移假设,使得此方法要想
获取较高的精确度,就必须使假设对应的零件尺寸尽可能地小。
1.4.滑移线法
滑移线法的基本假设是板料厚度不变,且处于平面应变状态:材料各向同性,
无硬化:不考虑摩擦力对塑性流动的影响。这样可以推出拉深过程中模具轮廓与
板料周界是主应力迹线,因此滑移线与这些轮廓呈45。,绘出每点的两个最大剪
应力方向并作包络线,得到两组互相正交的,表示最大剪应力方向的滑移线。当
板料处于屈服时,各点的最大剪应力达到最大值,塑性变形就沿着这些迹线进行
滑移。应用滑移线理论,研究和制作冲压毛坯的合理形状和尺寸,是一种比较直
观和合理的方法。但是滑移线法的建立是一件复杂的工作,用手工方法比较困难,
用计算机建立滑移线场只能处理一些简单的平底、直壁、平压料面压延件,因此
滑移线法无法大范围使用。
1.4.势场模拟法
势场模拟法假设冲压件板料为不可压缩的平面各向同性的刚塑性体,冲压
中,介于工件边缘和准确毛坯边缘之间的凸出部分,处于塑性状态,并在内边缘
应力的作用下向凹腔内流动。根据物理模型数学描述的相似性,从理论上可以证
明,冲压工件凸出处金属的这种流动与相似区域、相似边界条件的纯粘性流体的
流动、电流的流动或热传导具有相似性,因而可由势场模拟求出不规则冲压件的
展开毛坯料外形。一般对于外形相近的冲压件,只需求出某一尺寸的等位线,其
他尺寸的等位线可以通过缩放得到。
2. 先进钣金件毛坯料的计算方法
2.1_有限元逆算法
有限元逆算法的一个主要特点是将板料成形过程简化为一个或若干个简单
叠加的变形过程,采用全量理论进行分析。因此计算可以只考虑初始形状和最终
形状,忽略中间的变化。这是一种预测板料成形中大变形的高效算法。该方法考
虑了三角形CST膜单元、大弹塑性应变、厚向异性及模具运动引起的垂直或法
向节点力。压边圈的摩擦和压边力以及冲头的摩擦和正压力用简化的外力矢量表
示。
2.2结构进化优化方法
结构进化优化方法主要是以一个面积大而且形状简单的板材开始计算,再逐
步去除板材中多余的材料,直至获得理想零件所需要的尺寸。该方法最大的优点
在于简单且有效。结构进化优化方法有两大优点:其一,无需计算梯度,只要一
些网格数据以及一些单元输出信息:其二,这个软件独立于成形仿真求解器,它
可以与任何工程上的仿真软件相兼容。然而不足之处是,迭代效率低,由于采用
三角单元,使得最终板料轮廓不够光滑。
2.3.比例因子法
比例因子法的基本思想调用有限元分析软件进行冲压模拟,获得终了轮廓
线。然后,将终了轮廓线与目标轮廓线进行比较,如果形状误差在公差允许范围
之内,则结束运算,输出该初始轮廓线。反之,则对该初始轮廓线进行特定的偏
置,再调用有限元软件对偏置后的轮廓线进行冲压模拟,获得偏置后的终了轮廓
线。最后,计算出零件变形的比例因子。通过比例因子对初始轮廓线进行修正,
再将修正后的轮廓线作为下一次迭代的初始轮廓线。这样不断循环,直至形状误
差均在公差允许范围之内,结束迭代,将最后一次迭代的轮廓线作为最优轮廓线
输出。此方法的优点计算精度更精确。不足之处在于初始轮廓线和目标轮廓线的
选取依赖经验的积累,而且形状误差的计算和初始轮廓线的偏置及调整工作量较
大。
3. 结论
通过对钣金件毛坯料计算方法的分析,可以得到传统计算方法计算的精度相
对较低,先进的计算方法计算精度较高。但是每种计算方法都有自身的适用条件,
应根据不同的要求合理选择计算方法。
参考文献
[1]梁炳文,胡世光.板料成形塑性理论[M].北京:机械工业出版社,1987
[2]罗曼诺夫斯基,迟家骏译.冷压手册[s].北京:中国工业出版社,1965
[3]韩志仁.一种确定钣金成形件毛坯的新方法[J].航空学报,2005.26(1):125
128