阿毅2014锻压系列讲座-SimuFact.Forming V11版模具弹簧设置详解

王毅 2014年1月13日浏览：55761 评论：8

本文原创首发于CADCAM杂志，由于图片太多，建议下载PDF文件（在本楼的最下方）：

SimuFact.Forming V11版本发布后，Die Spring模具弹簧设置在新版本中得到了极大的改进，与以前的SimuFact.Forming V8-V10相比，SimuFact.Forming V11版本在施加模具弹簧后，施加弹簧的模板既可以像V10之前版本一样，弹簧一端固定另一端运动，弹簧处于固定压缩状态；也可以实现V10之前d版本不能实现的，即弹簧的固定端可以随其他模具模板的联动，即随着指定模具模板的运动而运动，弹簧整体处于运动压缩状态；Die Spring功能的增强，使得SimuFact.Forming能够基本模拟所有的弹簧力加载类型，是V11版本的一大亮点。

下面就SimuFact.Forming V11新版本的Die Spring弹簧施加部分进行详细的说明：

1 ：弹簧基本设置： 1.1 加载弹簧

首先条件设置栏在空白处点右键
依次选择：

dietype模具类型 ->diespring模具弹簧->Manual手动

1.2: 设置弹簧基本参数

1.2.1 地面固定时(the gound) 方式：

施加弹簧时，如果弹簧施加的模板不和其他模板联动（弹簧的一端连接模板而另一端固定不动,或者在锻压过程中施加弹簧的模板保持不动），就选择本弹簧相对于：地面the ground。

弹簧的类型设定：弹簧是…（the spring is…….）

SimuFact.Forming的弹簧仅支持弹簧的压缩施力，不支持弹簧的拉伸施力；当模具模型导入SimuFact.Forming后，如果模具模板已经和坯料接触，就选择释放弹簧（released，无压缩弹簧，此时弹簧不受力）；而如果导入的模具模板模型位置是锻压过程结束后的位置（弹簧处于压缩状态，不与坯料接触，就选择压缩弹簧（compressed，弹簧处于受力压缩状态）；

方向：(Direction)

释放弹簧：选择模板在实际锻压过程中的移动方向；

压缩弹簧：选择施加弹簧的模板模板向坯料的移动方向；

位移：(Displacement)

此选项是施加弹簧的模板在整个分析过程中允许移动的距离；

释放弹簧：开始分析前，模板不动，然后随锻压过程模板沿着指定方向上移动的距离。

压缩弹簧：开始分析前模板首先沿着指定的方向移动此项设定的位移，然后模板保持不动或沿着指定方向的反向运动；（其实就是弹簧力释放出来将模板送到和坯料接触的位置，以后就和松弛弹簧是一回事了）；

注意：如果某个模板只对坯料起到固定作用（冲压的压边圈）用压缩弹簧即可；

1.2.2“ 另一物体” 时(another body) 方式：

施加弹簧时，如果弹簧施加的模板随其他模板联动（弹簧的一端连接弹簧加载模板而另一端连接另外一块运动模板；），就选择 another body（联动固定）

弹簧的类型设定：另一物体（the spring is……. Another body）

SimuFact.Forming的弹簧仅支持弹簧的压缩受力，不支持弹簧的拉伸受力；当模具模型导入SimuFact.Forming后，如果模具模板已经和坯料接触，就选择释放弹簧（released，无压缩弹簧，此时弹簧不受力）；而如果导入的模具模板模型位置是锻压过程结束后的位置（与坯料分离，在锻压结束的位置，就选择压缩弹簧（compressed，弹簧处于受力压缩状态）；

方向：(Direction)

松弛弹簧：选择模板锻压开始后相对“另一物体”模板的移动方向（假设运动模板不动，弹簧模板的移动方向，其实就是2个弹簧模板相对运动模板缩短距离的方向；）；

压缩弹簧：选择模板向坯料的移动方向

位移：(Displacement)

此选项是施加弹簧的模板在整个分析过程中相对”另一物体”模板允许移动的距离；

松弛弹簧：开始分析时模板保持不动，然后模板沿着指定方向上向指定的模板移动距离

压缩弹簧：开始分析时模板首先沿着指定的方向移动此项设定的位移，然后模板沿着指定方向的反方向，向联动模板的移动的距离；（其实就是弹簧力释放出来将模板送到和坯料接触的位置，以后就和松弛弹簧是一回事了）；

在初始设置时，没有调入具体的模具工具时，联动固定的选项是没法选择的，调入到具体模具工具时，再次点击，就可以选择了，估计这个版本的BUG；

1.3 设置弹簧的常数

如果想严格的按照实际的弹簧附加力进行模拟，就需要定义弹簧的弹性系数:

第一种方式：锁定：Fixed只需要定义线型的弹性系数即可，

第二种方式：表单控制：Table driven（only for FE）精确的模拟弹簧力的加载过程，就需要自定义非线性的弹性系数了；

注意：使用表单控制定义后，只能使用FE求解器（即MARC求解器）不支持FV求解器；

1.4 设置弹簧力

如果不想使用弹性系数进行控制，SimuFact.Forming也支持直接输入弹簧力进行控制；第一种方式：锁定：Fixed只需要输入固定的弹簧力即可，

第二种方式：表单控制：Table driven（only for FE）精确的自定义弹簧力的加载过程，就需要使用时间或者位移来控制力的加载；

注意：使用表单控制定义后，只能使用FE求解器（即MARC求解器）不支持FV求解器；

1.5 显示弹簧模型

此功能是SimuFact.Forming V11版本新增功能，可以在模拟的显示弹簧的模型，这个对于模拟动画显示很有帮助，省却了动画后处理的繁琐；

1.6 应用弹簧

设置完毕后，在想添加弹簧的模具模板上，直接选择弹簧，并按住左键拖拉进去即可；

2. 实例应用说明2.1 实例1 ：

需求说明：

如下图所示：锻压开始后，坯料放在下模上，两个压边在弹簧作用下施加向下的力，将坯料固定在下模上，然后冲头进行锻压；，

弹簧设置：

选择压缩弹簧

压边开始模拟时往-Z向移动；

移动距离：0.75mm；

地面固定；

弹性系数设置：

由于使用的是弹簧力的加载(一个固定值)，不考虑过程中的力的变化；

弹簧力设置：

整个分析过程，binder的弹簧力是固定值500KN；

初始预加力为1KN

不显示弹簧模型：

开始计算后的效果如下：

从这个例子说明，对于功能比较单一的弹簧施加过程，SimuFact.Forming是可以非常完美的模拟实际的弹簧的工作过程的；

2.2 实例2 ：

需求说明：

Punchblot和punch2之间有弹簧，punchblot在压机的作用下往下运动，并带动punch2的运动，punchblot和punch2之间有挡块，punchblot和punch2之间弹簧的压缩量是8mm（即弹簧只能压缩8mm）；当punchblot和punch2之间的距离缩短8mm之后，通过挡块的作用，两者之间的距离不再变短，此时punchblot和punch2在压机的作用下一起往下运动；

弹簧设置如下：

设置过程如实例1，需要注意的是，punch2的弹簧是基于punchblot的；

Punch2和punchblot之间有弹簧(松弛状态)，在锻压的时候，punchblot在下压的时候会带动punch2的向下（-z）的运动；当punch2和坯料接触后，punch2停止运动，此时punchblot压缩弹簧，弹簧施加一个向下的力给punch2，punchblot与punch2之间的距离变短，此时punch2相对于punchblot（参照物）向Z方向运动，所以设置的是punch2向Z方向运动，当punch2和punchblot之间的距离缩短8mm之后，punchblot和punch2一起往下运动（两者之间不再放生相对位移即距离不再缩短）。

注意：施加弹簧的模具模板只能在联动模板或者坯料的作用下移动，如果没有，则默认静止；这个刚开始有点难以理解，不过确实是可以覆盖目前所有的弹簧施加类型了；

3 现有弹簧的不足：

如下面这个案例：

PUNCH2和die之间有弹簧；punch1在压机作用下往下锻压，punch2在坯料和punch1的作用下也一起下压，，但是由于受到向上的弹簧力，所以punch1和punch2之间的距离在缩短，当punch1和punch2完全接触后,两者再一起下压至die，punch2和die接触后，锻压过程结束；