基于数值模拟的筒盖冲压工艺及模具设计

本设计零件为筒盖,是三级阶梯拉深和一反拉深、浅正拉深及冲孔的拉深件,结构较复杂,在分析成形工艺基础上,采用两套复合模。由于拉深成形时会出现拉裂、起皱等问题,因此设计时设计压边圈,避免了零件起皱;利用模拟软件分析材料成形工艺,以确定所设计模具是否会拉裂,减少不必要的损失;对筒盖进行三维造型,可以解决零件结构复杂、毛坯尺寸计算繁琐的问题。     

浅谈燃机燃烧室过渡段成形特点

从燃烧室过渡段零件结构特点出发,阐述了拉深压延成形、压延弯曲成形及弯曲成形3种过渡段成形方法;通过分析零件各部位成形特点可知,零件成形模具需带有压边圈结构,并且在压边圈上要合理排布拉深筋以调整零件进料阻力,提高零件成形质量。同时,通过分析成形撕裂、减薄、起皱及拉深滑移等缺陷的产生原因,从材料选择、冲压方向设计、毛坯尺寸和形状设计、模具压边圈结构设计及成形操作等方面讨论了过渡段成形质量控制措施。     

基于Dynaform软件的防尘盖拉深模具数值计算及模拟

针对防尘盖零件的外观尺寸,计算出对应的毛坯件尺寸,并判断出其拉深次数和是否需要在拉深时使用压边装置.为验证理论计算的准确性,利用DYNAFORM软件对该零件拉深成形过程进行模拟.模拟结果表明:毛坯尺寸模拟结果和理论计算结果符合良好.在理论计算出的压边力范围内,压边力为20190N时,可以获得成形质量良好,无明显起皱和开裂的零件.     

洗手盆工艺参数模拟优化设计

针对不锈钢洗手盆的结构特点,分析计算其主要工艺参数及毛坯尺寸,运用Dynaform成形分析软件对其进行模拟,分析零件的成形工艺及其起皱、破裂缺陷,通过对毛坯形状、拉深筋尺寸及位置、模具间隙、工艺切口、润滑等进行优化,避免了成形过程中的缺陷,获得了理想的毛坯形状和工艺参数。     

锥形拉深件的可成形性分析及工艺研究

通过研究锥形拉深件的变形特征,确定了锥形件在拉深过程中的起皱部位,并通过模拟结构和试模结果验证了这一结论的科学性;利用Dynaform软件对锥形拉深件的无压边、平面压边和锥形压边的拉深过程进行数值模拟,分析了三种情况下的拉深状态,从而确定了合理的拉深成形方案;通过对模具结构的改进,解决了侧壁起皱问题,可生产出合格产品。此方法为锥形拉深件的成形工艺提供了实际参考价值。     

汽车油底壳一次拉深成形减薄率控制研究

运用Dynaform数值模拟软件,对汽车油底壳拉深成形过程中的拉深筋、压边力、毛坯形状、摩擦因数等多种工艺约束参数进行综合数值模拟,获得油底壳制件塑性成形的优化工艺方案。汽车油底壳最终拉深成形方案为不设置拉深筋,压边力取600 k N,摩擦因数取0.1,毛坯形状为圆弧化八角形,制件一次拉深成形后减薄、起皱、破裂等缺陷明显减少,生产的制件成形质量良好。     

油箱盖板拉深成形的有限元分析及工艺参数优化

以油箱盖板为研究对象,利用Dynaform有限元软件模拟了油箱盖板的拉深成形过程,分析了板料拉深成形过程中的起皱与拉裂等缺陷,选取模具间隙、冲压速度以及压边力3种工艺参数进行正交试验及参数优化,通过正交试验的极差分析得出影响油箱盖板最大减薄率的主次顺序为:模具间隙、压边力、冲压速度.此外由方差分析可知模具间隙及压边力对最大减薄率的影响显著.模拟结果表明,油箱盖板拉深成形的最优工艺方案为:模具间隙1.5t,冲压速度3000 mm·s-1以及压边力60 kN,其零件的最大减薄率及最大增厚率分别为13.23％与11.12％.采用拉深模具对优化后的工艺方案进行实验验证,零件的最大减薄率及最大增厚率分别为14.87％与12.64％,模拟结果与实验结果比较吻合,且油箱盖板的成形质量较好.     

大曲率高翻边钣金零件橡皮成形起皱控制

起皱是橡皮液压成形主要缺陷之一,大飞机固定前缘安装着一系列鱼头状钣金隔板件,曲率大、翻边高,成形时易起皱,控制起皱是需要解决的关键问题。借助于PAMSTAMP板料成形模拟软件建立橡皮成形有限元模型,对大曲率、高翻边钣金件橡皮成形起皱缺陷进行数值分析,研究侧压块模具结构与压边圈模具结构对橡皮成形消皱技术的影响效果,确定展开毛坯、模具结构、橡皮硬度等的最佳数值,并加以试验验证,最终形成了一种可直接采用无余量展开毛坯完整机械加工凸弯边零件的橡皮成形技术,实现了大曲率、高翻边零件的无皱橡皮精确成形,为大型飞机钣金制造提供参考。     

无凸缘低盒形件圆角区毛坯尺寸优化的研究

通过对圆角半径较大的低盒形件无压边拉深成形进行有限元模拟与实验比较分析和盒形件成形过程中圆角区毛坯尺寸对成形高度的影响规律的研究,表明在计算毛坯展开尺寸时,运用修正的公式可以得到合理的轮廓线以保证零件的预定成形高度。     

QT8812汽车发动机油底壳拉深工艺参数模拟及试验分析

针对QT8812汽车发动机油底壳腰部圆弧在拉深成形时容易出现的起皱现象,通过控制深浅盒连接面斜度,即分别采取45°,50°,55°,60°和65°这5个连接面斜度进行不同压边力下的拉深成形数值模拟。首先进行5个方案的一次拉深成形数值模拟,选取不同的压边力进行拉深成形,保留每个方案中的最优压边力方案,再以这些方案模型作为毛坯,进行二次拉深成形模拟,探索最优成形工艺参数。对比结果分析发现,在600 k N的压边力下,连接面斜度为60°时的拉深成形工艺方案为最优方案。最后采用最优方案进行拉深成形试验,试验结果与模拟结果很接近,起皱现象明显减少。     

支架钣金件成形受力分析与工艺模拟

在金属塑性变形应用研究的基础上,以支架钣金零件为载体,进行冲压成形工艺分析,针对支架钣金件的结构特点,弯曲工艺采用零件垂直方向的110°角与90°角同时进行弯曲成形,由于支架钣金件渐变式R圆角与多角度弯曲的结构特点,弯曲工艺模拟结果出现较严重的材料叠加起皱现象。故采用拉深成形工艺,通过切向压应力与拉应力的计算分析,根据压边力计算值的范围,在35~49 kN之间取8个值进行模拟拉深实验,在45 kN压边力模拟时得到较为理想的拉深压力曲线,从而得到了较好的拉深工艺结果,支架钣金件没有出现材料的起皱与开裂现象。根据模拟分析相关参数设计制造的模具,拉深成形工序一次性试模出合格的样件。     

钛合金马鞍形薄蒙皮热压成形起皱缺陷控制

钛合金马鞍形薄蒙皮零件采用一次热压偶合成形,容易产生起皱缺陷。以某机身TC4 0.8 mm马鞍形蒙皮为研究对象,运用成形理论和力学知识,分析起皱产生的原因及规律,提出了分型面多步热压成形工艺设计和模具压边结构设计两种控制起皱的方法。研究结果表明,受冲压成形过程中金属流动不均匀与悬空区板坯平面内压应力过大的影响,马鞍形蒙皮容易发生剪应力起皱,起皱部位一般发生在马鞍侧壁区域。采用分型面多步成形可降低零件工艺难度,优化设计模具压边结构有利于控制金属的流动趋势,从而抑制悬空侧壁区材料堆积起皱。最终,通过工艺试验,试制出表面质量完好的马鞍形蒙皮零件。     

摩托车挡泥板成形模拟及工艺参数优化

针对摩托车后挡泥板成形过程中容易起皱和拉裂的问题,采用塑性有限元法,利用Dynaform模拟分析软件,对摩托车的后挡泥板成形过程及影响其成形质量的两个主要工艺参数--压边面的形状和尺寸、拉深筋的高度进行了模拟和优化,得到了压边面形状和尺寸、拉深筋高度分布的优化工艺参数.有效地避免了摩托车后挡泥板在成形过程中的起皱和拉裂,获得了合格的零件.     

数值模拟技术在汽车覆盖件成形中的应用

金属薄板成形的数值模拟技术在汽车覆盖件生产及其模具设计制造中起着十分重要的作用。数值模拟技术的广泛应用可以帮助模具设计人员显著地减少模具开发时间、试模周期和费用。为此,详细介绍了应用Dynaform软件模拟覆盖件成形过程的一般步骤,并以某汽车覆盖件的拉深为例,对其成形过程进行了数值仿真。通过对模具零件的运动、板料的成形,以及板料厚度的变化,应力应变分布,成形极限预测等结果的分析,进一步弄清了板料形状,压料筋布置以及压边力大小等工艺参数对汽车覆盖件质量的影响。在案例分析的基础上,针对覆盖件坯料拉深过程中可能出现的起皱现象,给出了相应的拉深工艺优化和模具方案优化。     

压边力对AZ31镁合金热拉深成形性能的影响——试验及有限元数值模拟研究

在AZ31镁合金板材热拉深成形过程中,压边力Pb可根据成形特点进行设计,压边力过大、过小会引起试样破裂或起皱,至使成形过程不能顺利进行.利用自行设计的拉深模具,采用加热圈与加热棒连接热电偶的方式对凹模与冲头进行控温;通过对弹簧压下量的控制分别施加固定压边力与渐变压边力来研究压边力对AZ31镁合金热拉深成形性能的影响,并采用正交各向异性屈服准则和Wagoner提出的考虑了应变速率与温度影响的应力-应变材料模型.编制用户子程序嵌入MSC.Marc软件中对拉深过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果具有较好的对照性.结果表明,在其它条件合适的情况下,采用浮动压边力(控制在2kN～10kN),可以成形出无破裂与起皱的合格产品.模拟结果与试验有良好的对照性,证明可以用数值模拟来指导实际成形过程.     

某汽车尾门内板冲压工艺方案及拉深成形模设计

介绍了一种尾门内板冲压工艺方案及带有双压料芯结构的拉深成形模具,描述了零件的工艺性分析、冲压方向的选择、各工序的工艺内容及设计要点,重点分析了尾门内板拉深成形工艺、拉深成形模的模具设计及其工作原理。拉深成形模具采用凹向拉深成形,在模具结构中窗洞压料芯上置设计,分阶段控制拉深成形过程中的料流状况来消除开裂起皱等质量缺陷。通过工艺优化及基于Autoform有限元的CAE模拟分析验证,缩短了后期生产调试周期。实际生产证明,该冲压工艺方案较好地解决了尾门内板成形中的开裂起皱质量问题,零件精度及面品质量较好,同时也满足了四序化自动化线冲压生产。     

推式割草机机盘拉深成形规律分析与模具设计

针对推式割草机机盘拉深成形工艺,采用数值模拟方法,分析了机盘拉深成形过程中的金属流动规律,预测了出现的问题和缺陷。对整个拉深过程缺陷产生原因的力学特征进行了分析,采用修正凹模圆角和布置分段拉延筋等措施,改进了成形工艺及模具参数,确定了零件的拉深成形工艺为:拉延筋高度1~5段取5 mm、6~9段取3 mm,压边力为150 k N,并设计了割草机机盘拉深模具,最后通过拉深试验,生产出合格拉深件。该拉深件无裂纹,起皱区域控制在凸缘区域,且最大减薄率小于25%。     

可控变压边力的盒形件拉深模具设计

压边结构及压边力对板料拉深成形质量有着重要影响。由于盒形件成形时具有应力分布不均匀、变形分布不均匀以及变形速度不均匀的特点，拉深模具压边结构采用了分区方式，将压边圈分为直边部分和圆角部分，各部分可以协调运动。拉深过程中压边力通过控制系统可以随拉深起皱规律而合理变化，有效地改善法兰区变形的不均匀性，提高盒形件的成形质量。     

汽车翼子板拉深成形模拟及工艺参数优化

以汽车翼子板为研究对象,采用有限元分析软件Dynaform对其拉深成形过程进行了模拟。针对拉深成形过程中出现的破裂和起皱等缺陷,选取压边力、冲压速度、板料厚度、摩擦系数4个重要成形工艺参数进行正交试验及参数优化,模拟结果表明,最优拉深成形工艺方案为:压边力1600kN、冲压速度3000mm·s-1、板料厚度1.0mm和摩擦系数0.10,得到零件的最大变薄率为27.7%,最大变厚率为8.5%。采用优化工艺方案进行汽车翼子板拉深试模,成形件质量较好,经检测零件最小壁厚0.728mm,最大壁厚1.08mm,试模结果与有限元模拟结果基本一致。     

航空发动机钛合金复杂型面零件的热拉深成形工艺

针对航空发动机整流罩屏零件的结构特点和拉深减薄问题,对TC1钛合金进行高温成形性能实验,基于有限元仿真模拟软件PAMSTAMP,对TC1钛合金零件展开后的坯料进行计算并模拟热拉深成形过程,将优化的模拟结果用于实际生产。结果表明：采用PAMSTAMP仿真软件可以有效预测零件的拉深缺陷、优化钣金初始坯料和拉深成形工艺路线以及节约试制成本;在压边力为30 kN、拉深速度为3000 mm·s^-1和摩擦因数为0.12的条件下,采用优化后的对坯料进行3次热成形的工艺方案,可以获得减薄尺寸满足要求的整流罩屏零件。