论文开题报告：薄板冲压件回弹控制与模具补偿研究

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：　机电及自动化学院　　　　　　　　　　　　专业班级：2008级材料成型及控制工程

课题名称 薄板冲压件回弹控制与模具补偿研究

1、本课题的的研究目的和意义：
板料成形技术是一种重要的金属塑性加工方法，广泛应用于现代工业生产中。它利用金属塑性变形的特性，在模具的作用下，使板料产生相应的塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件。冲压生产靠模具与设备完成其加工过程，具有生产效率高、产品质量与稳定性好、能耗与成本低等显著特点，因而在汽车、仪表、航空航天、电子信息、轻工等工业领域中得到广泛应用。
板料冲压加工过程的控制、模具的设计和制造直接影响到冲压产品的质量和精度。起皱、拉裂和回弹是薄板冲压成形过程中最为常见的三种缺陷，其中回弹是最难控制的。回弹是由于冲压件在成形过程中不仅存在塑性变形，还存在弹性变形，卸载后由于弹性变形的恢复而引起的。当回弹量超过一定的误差范围后，就形成成形缺陷，严重影响冲压件的形状、尺寸精度和后续装
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法和有限元数值模拟法，其中有限元数值模拟技术发展最快。
①解析法 主要是对简单冲压件纯弯曲或拉弯成形的回弹过程进行分析，建立了一些描述和计算回弹的力学模型。解析法比较适合求解二维简单冲压件的成形回弹问题，然而，解析法的缺点在于其难于处理复杂三维冲压件的成形回弹问题。
②实验法 主要目的有两个：一是为校验解析或数值计算时采用各种假设后所得到结果的正确性；二是可以直接获得实际结构(或相似模型)在真实(或相似)载荷作用及工艺条件下回弹前后的实际数据，进而整理成为经验公式或图表，以供生产或设计时参考，同时可以对某种具体材料及工艺条件建立起经验模型用于回弹的工艺控制，显然该方法在实际生产中具有很大的局限性。
③有限元数值模拟方法 冲压成形过程中由于涉及复杂的材料属性、几何形状和边界条件，必须借助数值模拟技术，一般的解析方法对此则无能为力。板料成形的数值模拟技术始于20世纪70年代。20多年来，在材料模型、单元类型、接触摩擦处理、非线性算法等方面都有了很大的发展。板料冲压的全过程应当包括成形和回弹两个既相互关联又相互独立的过程。从单元模型看，由于回弹仿真要考虑弯曲效应，故一般采用实体壳单元、退化壳单元和修正膜单元等进行计算。模拟结果表明：1)现有有限元软件的回弹模拟精度还不是很高，不同软件间的差异也较大；2)将显式和隐式有限元程序结合起来，非常适合于求解回弹问题。
（3）回弹控制方法发展概况
冲压过程中产生的回弹类型主要有：拉延回弹、翻边回弹、整形回弹以及切边回弹。板料冲压成形过程中回弹缺陷的控制方法主要可以分为两类，一是通过修正模具型面或模具结构使冲压件过正成形，利用回弹规律，使其卸载后的形状与期望形状相符或相近：二是制定合理的成形工艺，改变板料成形时的应力状态，或使板料发生充分塑性变形，来抑制回弹变形的发生。实际工程中两类方法结合使用，可获得最佳效果。其中工艺控制法是通过控制成形过程的工艺条件来获得最小回弹的方法，但在实际生产过程中，压边力、模具圆角、摩擦状态等因素的改变空间相对较少，而实际中运用最多的还是型面补偿法。而型面补偿法建立在纯理论计算或数值模拟基础之上，具有速度快、成本低的特点，取得了一定的效果。但单纯以回弹理论预测精度较差，必须辅以适当的工艺试验才能得到较为满意的结果。数值模拟迭代法效率高、费用低，但此方法的前提是成形和回弹仿真精度必须首先得到保证，而这一点正是目前数值模拟的缺陷所在。所以有一些学者将CAE仿真技术与快速模具制造结合起来实现模具的优化设计。另外一些学者则采用模具实验迭代修正方法进行模具优化设计，实现回弹的有效控制。
3、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：
（1）研究主要内容
1）研究回弹产生机理和回弹补偿方法；
2）建立冲压件模具装配图的三维爆炸图和成形过程有限元模型；
3）对冲压件模具型面进行回弹补偿，设计出符合要求的模具型面；
4）对比分析模具型面补偿前后的回弹情况。
（2）成果形式
1）给出冲压件成形回弹模拟分析结果的成形极限图、减薄率图和截面曲线对比图；
2）给出模具型面补偿前后回弹模拟结果的截面曲线对比图。
4、拟解决的关键问题：
完成冲压件模具装配的三维爆炸图设计和成形过程有限元模型建立；完成补偿后模具型面的设计与有限元模拟；完成模具型面补偿前后冲压件回弹模拟结果对比分析。
5、研究思路、方法和步骤：
（1）应用三维CAD软件Proe完成冲压件的模具设计与模具装配的三维爆炸图；
（2）将冲压件以.igs格式导入Dynaform软件中，在Dynaform软件中建立板料，上下拉深模和压边圈的有限元模型，并进行成形模拟分析；
（3） ……（未完，全文共3923字，当前仅显示1981字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告：薄板冲压件回弹控制与模具补偿研究》）