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10mm/s
进行分析求解的过程。
Deform
模拟分析的基本思路为:
1.导入模型
2.模型前处理
3.求解、后处
理结果分析。
1.
导入模型
根据体积不变的原理,对锻件坯料体积进行计算,包含加工余量在内,最
终求得坯料体积约为
1280cm3,最终决定采用
的方形坯料。
然后由
pro/e
对坯料进行绘制,再绘制出上下模,转存为
stl
格式,导入
deform
中进行前处理:
坯料
上模下模
2.模型前处理
设置运动步数,每步移动距离等相关参数。
对坯料进行网格划分,选择材料,由于要做热传导,所以对模具也要进行
网格划分。
其中坯料初始温度为
1080°
C上下模为
300°
C
设置上模运动
由于所做为四分之一断面,还要添加坯料以及模具的边界条件。
坯料边界条件
上模边界条件
下模边界条件
通过上下模与坯料的干涉,最后得到关系图如图:
设置模拟条件添加接触关系等如图:
检查生成数据,开始求解:
3.求解、后处理。
(1)成型后温度变化如图所示:
变形速度
10mm/s变形速度
5mm/s
50
步变形温度
100
165
步最终成型时变形温度
根据后处理结果,我们可以看到,坯料成型过程中,由于上下表面与模具
接触,所以散热较快,而中心部分,由于变形产生能量,无法良好散热,所以
温度变化较小,而由于变形速度的不同,温度下降速度在
步以后也出现了
明显的差异,10mm/s
的变形速度的边缘一点的温度只降到了
952°
,而
的变形速度的边缘一点的温度则降低到了
830°
。
从材料的塑性来讲,温度越
高金属材料的塑性也就越好,所以
的变形速度,最后在圆角边角的成形
较
5mm/s
的变形速度的成形更为优异。
而纵观整体来看,其变形过程中的温度
变化也比较符合坯料敦粗的温度变化过程。
(2)两种不同坯料成型过程中金属流动的速度与方向
85x85x175(85
步)100x100x110
(120
步)
如图示其中
85
步时,85x85
的坯料在成型过程中,其侧面金属流动方向和
速度都较为一致,相反
100x100
的坯料在成型过程中其侧面的速度不相一致,
有快有慢,造成了最终边缘出现了缺陷,影响了其成形性。
而到达
120
步时,
前者图示中右部分的速度明显要快于后者,也就是说在图示右部分中的边角最
终成形前者要早于或者说好于后者。
(85
由图我们可以看出,在
步时前者工件下部分圆角部分的金属流动已经开
始充形,而后者金属还未完全落入下模型腔内部。
而观其与下模圆角接触部分
可以很明显的看出,前者由于坯料坐入下模型腔,金属沿着圆角的方向自然的
向外扩展,而后者由于尺寸大于下模型腔,固坐在型腔之上,而成形过程中金
属流动较为混乱,还沿着模具圆角形成了一个类似于折角的形状,对成型十分
不利。
当到达
步时,边角成型的效果更佳明显,后者金属还没有开始成形,
这也是初始粗皮料方案最终边角成型不好的原因所在,综上所述选择
的坯料进行加工。
以上六幅图是
坯料在变形最后阶段(分别为
155
157
159
161
163165
步)的金属流动反向与速度的展示,我们可以看出,最后成型阶段,
金属优先充满下模型腔边角,而后充满上模型腔的边角部分。
最后得到的工件
边角成型与整体的成型都比较完整。
再通过最终剪边的工序得到完整的工件,
这里我们不予讨论。
我们得到最终完整的工件如下图所示:
总结:
本次模具设计采用了
对工件进行反求,拔模斜度为
5°
,由于工件
形状较为简单,固未加飞边槽。
模拟过程中由于工件中心对称,固采用对其四
分之一进行求解来简化模拟过程进而减少时间,通过三种不同方案的对比分析,
最终选取了最优化方案坯料为
85x85x175,变形速度为
10mm/s,的加工方案,通
过一步锻压成型,得到的的结果较为良好。
通过这次分析报告,不仅使本人更
加熟练的掌握了
这款软件的运用,更加体会到了模拟分析软件在金属成
型工艺优化中的重要作用。
试想若没有模拟分析的过程,凭空很难想象常规来
讲的比较好的“短粗”型坯料在成型过程中产生的缺陷,却在改变为平时认为
不好的宽厚比比较大的“细高”形坯料加工后得到了弥补。
而且可以看到变形
过程中的没一点的温度速度,以及表面质量的变化。
本次分析报告只对温度与变形速度进行了浅析,其余变量由同组其他人员
进行分析。
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