基于DYNAFORM的冲压件坯料尺寸精确计算

崔柏伟

    （常州机电职业技术学院，江苏常州  213164  ） 

摘要：以一冲压件（测试件）为例，进行冲压工艺分析后，对冲压件建立三维曲面模型，然后导入DYNAFORM软件进行坯料尺寸计算，得到坯料外形图，将坯料有限元网格化后，再利用DYNAFORM软件的测量功能得到具体尺寸，经实践验证这种方法得到的尺寸十分精确，给模具的设计与制造带来极大方便。

关键词：冲压；坯料尺寸；计算； Dynaform软件

中图分类号：TG386．3+2　　　　文献标识码：A

Accurate calculation of stamping part expanded dimension based on DYNAFORM software

Xu ting rui  Shi cheng yi  Wang jie

（Journal of Changzhou Institute of Mechatronic Technology，Changzhou213164，China）

Abstract：Use Pro/E software to make up  the three dimension model ,and input it into DYNAFORM software to computer the expanded dimension，then get the outline of blank,put the outline into sizing grid,make use of the measure function of DYNAFORM software to get the dimensions,this method is very accurate by practice,this accurate dimension is propitious to the design and manufacturing of mould．

Keyword：finite element method;  Dynaform;  stamping part;   rip

1           引言

随着我国模具工业的不断进步，越来越多的冲压件开始使用先进的多工位级进模生产， 由于多工位级进模工位多，冲压件需多次变形，坯料需要先冲出载体和搭口才能得到坯料外形尺寸，给坯料的尺寸计算带来严格要求，否则将极大增加试模的工作量。

本文以测试件的模具设计涉及到的坯料展开尺寸计算为例，详细论述了整个坯料尺寸精确计算的过程。测试件形状较为复杂，成形过程不仅有一般拉深还有反拉深（见图1），手工的坯料计算会由于材料的多次变形产生较大的误差，直接影响模具的设计与制造，为此我们采用DYNAFORM软件来进行分析计算，得到了精确的坯料尺寸，使模具一次试模成功。料带见图2，模具见图3。

 图1  测试件零件图

图2 测试件料带

图3 测试件模具图（上、下模）

2．  冲压件冲压工艺分析及三维模型建模

2.1冲压件冲压工艺分析

本产品（测试件）为小型拉深结构零件，材料为ST13，厚度为0.4mm。此测试件内形是反拉深结构，外形是拉深结构，中间为孔翻边结构，是典型的多次拉深件结构零件。测试件的内孔是通过孔翻边工序得到，翻孔的宽度窄且该孔与所在外形相比较大，由此判断出该处的成形区为弱区，成形时不会引起整个冲压件的收缩，故在进行坯料尺寸计算时可以将其简化成平面考虑。

2.2 三维模型建模

首先在Pro/E三维软件中建立测试件零件（如图1）三维曲面模型（注意：取冲压件料厚的中间面），得到prt格式的模型文件，然后转换成IGES格式导入DYNAFORM软件。对模型进行网格划分，得到相应的有限元网格模型（如图4）。

图4    测试件网格模型（注：内孔已简化为平面）

3.冲压件坯料尺寸计算及结果分析

3.1利用板料尺寸估算工具（BSE）得到坯料外形的网格模型

对测试件零件的网格模型利用板料尺寸估算工具（BSE）进行计算可以得到坯料的外轮廓线，但为了测量的方便还需进行网格的划分，得到坯料的网格模型(如图5)。计算时材料使用ST13,其相关机械性能如图6

图5    坯料网格模型

图6 测试件所用材料ST13的机械性能

3.2利用DYNAFORM软件的测量功能得到具体尺寸

在坯料的网格模型上找到位于边缘且对称的2个结点，利用DYNAFORM软件的测量功能测出直径为Φ28.177mm。

图7   测试件坯料尺寸的测量

3.3计算结果与分析

利用DYNAFORM软件的测量功能测出坯料直径应为Φ28.177mm，将该尺寸数据用到模具上后，经试模误差在0.1mm以内，远小于手工计算的误差（约1mm）,完全满足了模具的要求,试模一次成功。在另外几次的其它冲压件的实际模具设计与制造中，利用DYNAFORM软件进行的坯料计算也相当成功，坯料计算结果与实际吻合的相当好，究其原因在于DYNAFORM软件的逆向成形运算原理是在充分考虑金属三维变形过程的基础上进行，避免了手工计算只考虑面积不变而没有考虑金属在厚度方向上变形（及二维变形）的影响。

4   结束语

在分析出冲压件变形规律的基础上，使用三维造型软件对冲压件建立三维曲面模型，然后导入DYNAFORM软件进行坯料外形尺寸计算，得到坯料外形图，将其有限元网格化后，再利用DYNAFORM软件的测量功能得到具体尺寸，这种方法得到的坯料尺寸十分精确，满足了模具设计对坯料尺寸计算的需要，给模具设计与制造提供了一种精确适用的先进方法，值得在冲压模具行业进行推广和应用。

参考文献

1       陈文亮.板料成形CAE分析教程[M].北京：机械工业出版社，2005

作者简介：崔柏伟（1966~），男，江苏徐州人。

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