非轴对称件拉深的破裂临界压边力控制原理

变压边力控制技术在拉深工艺中是一种简单有效的工艺手段,可以有效地改善成形质量.本文以锥壁方盒形件为例,以板材成形极限图(FLD)为理论依据,通过数值模拟的方法获得了破裂的压边力-行程临界曲线,得出了压边力沿着该曲线加载有利于改善成形质量的结论,进而提出了破裂临界压边力控制原理,给出了实际应用中获得变压边力加载曲线的方法,为实现非轴对称件拉深智能化控制的压边力变化规律预测奠定了基础.     

复杂轿车前底板变压边力数值模拟和物理模拟研究

为了有效地解决实际生产中如何优化复杂轿车前底板拉深成形过程中的变压边力工艺,首先基于相似物理模拟理论建立了前底板的简化物理模拟模型,其次通过数值模拟手段从众多典型变压边力模式中得到一条最优化变压边力加载曲线,使拉深件不出现起皱和拉破现象,且厚度分布最均匀.最后通过实际物理模拟实验对比来验证所得结果.数值模拟和物理模拟最终结果均表明:U型变压边力加载模式是复杂轿车前底板拉深成形的较优压边力控制曲线,其状态下不仅拉深工件的厚度最大减薄率最小,而且工件的最终厚度变化率的整体均方差为最小.     

分块压料与板坯形状对 St16 钢板矩形盒拉深成形性的影响

目的研究St16钢板矩形盒拉深的成形性能。方法在St16冷轧薄板进行单轴拉伸试验的基础上,利用有限元软件eta/DYNAFORM,分析了分块变压料力控制技术与优化板坯形状两种工艺方案对矩形盒拉深成形性的影响。结果分块变压料力与优化板坯形状均可以提高矩形盒的极限拉深深度,且优化板坯形状的效果更好。两种方案的综合应用能大幅度地提高矩形盒件的拉深性能。结论通过改善法兰变形流动情况,可以大幅度提高矩形盒拉深成形性,为确定成形工艺和模具设计制造提供参考。     

基于变压边力的侧围外板成形研究

目的 为了提高侧围外板成形裕度,降低拉延开裂风险。方法 运用CATIA软件设计了侧围外板精细化工艺模面,并借助AutoForm软件对侧围外板拉延成形过程进行了有限元分析。结果 在恒定压边力加载的工况下,侧围外板在后三角窗及后门洞区域发生轻微开裂,无法满足成形要求。基于恒定压边力工况条件,对压边力加载方式进一步研究,提出变压边力工况条件,并模拟了9种变压边力加载方式下的成形效果,从中筛选出最优变压边力工况条件,改善了侧围外板拉延成形性,消除了开裂风险。将最优仿真数据用于侧围外板实际试模,试模结果与仿真结果基本一致,零件成形良好,最大减薄率为19.8%,最大增厚率为6.7%,符合产品质量需求,证明了变压边力工艺方案的可行性。结论 变压边力工况条件可以提高零件成形裕度。     

台阶盒形件起皱和开裂改善

目的 改善台阶盒形件拉深成形时凸缘区起皱和圆角区开裂的缺陷。方法 理论分析了起皱和开裂产生的原因,利用有限元模拟分析了压边力大小、凹模运行方式和板料形状对台阶盒形件拉深成形的影响,采用实验验证了有限元模拟结果的准确性。结果 长方形板料拉深成形时,4个角部相比直边部位流动阻力更大,直边部位材料过度向模具型腔内流动,造成凸缘区周向压应力过大,进而引起起皱,当零件拉深深度较大时,圆角部位材料变形剧烈且材料流动不均匀,极易产生开裂;采用20 kN的压边力、梯形的凹模向下运行方式和类椭圆形板料的工艺参数可以控制材料流动,使板料变形均匀并改善凸缘区起皱和圆角区开裂缺陷。结论 有限元模拟可为冲裁工艺参数的选取提供理论指导。     

研究单位压边力值对板料成形性能的影响

主要介绍板料在拉深成形过程中单位压边力值对板料成形性能的影响。研究方法采用仿真技术,指出板料在成形过程中如按最初设定的单位压边力值进行成形,那么,板料成形过程中单位压边力值将逐渐增大,严重影响板料成形极限。如果采用控制板料在成形过程中压边圈下坯料的单位压边力值,将提高板料成形极限。其结论为生产现场提高板料成形性能和表面质量提供了一种可实施的方法。     

控制压边力改善铝合金板成形性能的研究

以5052H32铝合金板为研究对象,以有限元数值模拟和基于计算机控制多点变压边力液压压力机的实验为手段,研究随位置变化的压边力对铝合金板成形性能的影响.研究结果表明:合理地控制随位置变化的变压边力可以显著提高铝合金板的成形性能,增加盒形件的拉深深度(最大拉深高度提高约12%);随位置变化的压边力对铝合金成形性能改进的主要原因是减少破裂危险区域壁厚减薄和应变的峰值;采用Barlat 96屈服准则描述铝合金的屈服行为具有较高精度,数值模拟和实验的偏差较小.     

6061铝合金飞机溢油口拉深成形研究

目的 掌握深腔薄壁溢油口拉深成形工艺,解决拉深成形过程中起皱和破裂问题,研究各参数对拉深成形的影响规律,最终成形出合格产品。方法 以6061铝合金飞机溢油口为主要研究对象,采用Dynaform有限元数值模拟软件建立有限元模型,分析成对拉深成形对材料流动的影响并与单一拉深成形进行对比,通过改变毛坯外形尺寸、凹凸模间隙和压边力等参数进行拉深成形模拟试验研究,最终通过拉深成形试验验证成形方法及各参数设置的合理性。结果 成对拉深成形能限制单一拉深成形圆弧开口位置材料收缩,改善开口处起皱和变形缺料的现象。随着凹凸模间隙的增大,最大减薄率逐渐降低而后升高,最佳成形凹凸模间隙为1.05t;随着压边力的增大,最大减薄率逐渐升高,最大增厚率逐渐降低,最佳成形压边力为50 kN;凹模圆角半径小于7 mm 时,板料最大减薄率逐渐减小,半径为4 mm时,最大减薄率下降最快,半径在7~8 mm范围内,板料最大减薄率趋于平稳,最佳成形凹模圆角半径为7 mm。结论 模拟得到了毛坯外形尺寸、凹凸模间隙和压边力等参数对拉深成形的影响规律,最终制造出了满足设计要求的产品,验证了各参数设置的合理性。     

大型铝合金曲面件在电磁渐进成形首次放电条件下的起皱行为研究

针对大型铝合金曲面件电磁渐进成形技术,采用整体压边和分块变压边力压边的方式,研究了电磁渐进成形工艺中首次放电后板料的起皱现象和规律,揭示了压边力对电磁渐进成形首次放电过程中板料起皱和材料塑性流动行为的影响。结果表明:数值模拟结果预测出的首次放电后易起皱区域为板料的法兰区和悬空侧壁区,与实验结果一致;整体压边方式下法兰区域和悬空侧壁区域无起皱的临界压边力分别为8.4 kN和21.6 kN;分块变压边力方式下,最靠近局部塑性变形区的压边分块上的法兰区域无起皱临界压边力为8.4 kN,最靠近悬空区的对称的两个压边分块上的悬空侧壁区域无起皱临界压边力为23.8 kN,且相比于整体压边方式的无起皱临界条件下,在分块压边方式的无起皱临界条件下板料的变形流动能力得以明显提高。     

拼焊板车门内板冲压成形工艺研究

采用数值模拟软件Dynaform5.5对某拼焊板车门内板的拉深成形工艺进行研究,探讨不同压边力和拉延筋对该复杂曲面零件成形性能以及焊缝移动的影响规律。通过调整压边力和拉延筋等工艺参数得到了成形性能较好且焊缝移动趋势较小的车门内板零件。     

Effect of Variable Blank Holder Force on Rectangular Box Drawing Process of Hot-galvanized sheet Steel

1. Introduction Previous studies show that fracture and wrinkling are two primary defects during drawing of the sheet metal parts. To avoid defects in drawing, especially, to avoid wrinkling, usually a predefined blank holder force (BHF) was applied to the flange areas of parts. When selected properly, the BHF could eliminate wrinkles and delay fracture in the drawn part[1,3]. When a constant blank holder force (CBHF) profile is applied over the punch stroke during the drawing pro- cess, t…     

汽车板精益成形技术

建立了面向零件成形特征的合理选材方法,发明了高效的拉延筋阻力混合优化设计方法,构建了变压边力控制实验平台。从降低成形质量对材料和工艺过程波动敏感性的角度出发,研究面向材料和工艺参数随机波动的成形质量的稳健控制。形成了基于“合理选材、工艺优化、稳健设计”思想的汽车板精益成形技术体系。通过在宝钢股份和多家汽车厂10多年的成功应用,支持宝钢汽车板的市场占有率稳步达到50％,有效地推动了国产汽车板使用技术的发展。     

PEMFC金属双极板冲压成形数值模拟与实验

目的 研究金属双极板冲压成形过程中各工艺参数和模具结构参数对成形质量的影响。方法 采用Dynaform有限元分析软件对SS304双通道蛇形流道双极板冲压成形过程进行模拟。研究模具圆角半径、模具锥度、压边力、拉延筋等因素对双极板成形质量的影响。结果 增加模具圆角半径和模具锥度可防止双极板破裂。适当增大压边力能有效消除起皱缺陷,设置拉延筋能有效改善坯料流动情况,必要时需设置多重拉延筋使零件成形完全。当模具圆角半径为0.25 mm,模具锥度为0°,拉伸深度为0.5 mm,压边力大小为60 kN,并采用双重拉延筋的情况下,所成形的金属双极板质量良好,无破裂、起皱、成形不足等缺陷。结论 模拟结果与实验结果一致,验证了模拟结果的正确性,可见采用冲压工艺成形金属双极板是可行的。     

铝合金汽车顶盖充液成形的数值模拟

目的研究铝合金汽车顶盖拉延工序的充液成形工艺。方法基于有限元分析软件Dynaform,利用带局部刚性凹模整形的被动式充液成形工艺,通过建立有限元分析模型,优化成形过程中的关键工艺参数,分析变形规律并进行质量控制。结果成形过程中的液室压力加载路径、压边力、拉延筋,以及坯料形状等工艺参数对成形影响较大。液室压力不宜过早加载。液室压力过大或压边力过小不利于顶部产生充分塑性变形。压边力过大极易造成顶盖圆角处的破裂。结论该成形工艺可行,且数值模拟的准确性及适用性较高,采用该成形工艺可得到表面质量良好,未出现起皱、破裂缺陷的合格零件。     

方盒形件混合分块压边拉深工艺研究

目的 提高盒形件拉深成形过程中的成形件质量及成形极限。方法 提出混合分块压边方法,即将法兰区的4个直边区和4个圆角区沿周向分开进行压边,并在每个圆角区分别采用径向分块压边。采用有限元方法,结合正交试验,对压边圈的分块位置及压边力的分配方案进行优化设计,并通过实验比较分别采用混合分块压边方法和整体压边方法时方盒形件拉深成形的抑制起皱效果及成形极限。结果 有限元模拟和实验结果表明,采用混合分块压边方法,成形件皱纹最大幅值及最大减薄率显著减小,板料最小厚度增加,有效降低了成形件的起皱和破裂风险。结论 新方法抑制起皱的效果显著优于普通压边方法,在合理的工艺条件下,板料的成形极限也得到明显的提高。     

高强钢板热冲压成形热力耦合数值模拟

为研究高强钢板的热冲压成形性,采用ABAQUS软件对高温下22MnB5高强钢板沟槽形件冲压成形进行了数值模拟研究.建立了基于热力耦合的弹塑性有限元模型和热成形下的材料模型,通过对沟槽形件热成形进行数值模拟,考察了压边力、模具间隙和凹模圆角半径等工艺参数对热成形时温度分布和回弹的影响,给出了热成形中产生回弹的机理,确定了合适的工艺参数,通过热成形试验验证了数值结果的可靠性.     

拼焊板U形件弯曲成形回弹补偿和焊缝移动规律研究

为了提高预测回弹的准确性,选用了拼焊板U形件作为研究对象,运用Dynaform软件,进行冲压成形和回弹的有限元数值模拟研究,得出了压边力、板料强度以及板料厚度对焊缝移动的影响规律,并探讨了焊缝、压边力、材料性能参数和板料厚度对回弹的影响,最终进行回弹补偿与实验验证.研究结果表明随着压边力的增大,焊缝向厚侧移动;板料强度不同时,焊缝向强度高的一侧移动;厚度不同时,焊缝向板料厚的一侧移动;焊缝会令板料的回弹量增大;随着压边力的增大,回弹量减小;弹性模量相同的条件下,材料屈服极限σs越高,回弹角越大;材料硬化指数n越小,回弹角越大;保持厚侧板料不变的情况下,另一侧板料越薄,回弹量越大.