成形工艺参数对U形件回弹影响的仿真分析

针对U形件弯曲回弹问题,在Abaqus软件中建立6061铝合金薄板U形件拉延成形二维有限元模型,使用Numisheet’ 2011会议回弹测量方法和成形极限图缺陷判据,研究U形件成形过程中单工艺参数对回弹量的影响,通过L_9(3~4)正交试验获取U形件回弹控制最优工艺参数组合。结果表明:不改变其他成形工艺参数,U形件回弹量随着凸、凹模圆角半径或拉延深度的加大,总体呈上升趋势,随凸、凹模间隙值的减小总体呈下降趋势;U形件回弹量随"凸模-板料"摩擦因数的增大而增大,随"凹模、压边圈-板料"摩擦因数或压边力的增大而减小;成形工艺参数影响U形件回弹量的主次顺序依次为"凹模、压边圈-板料"摩擦因数、"凸模-板料"摩擦因数、凸、凹模间隙值、压边力,以优水平工艺参数组合A_2B_3C_1D_3进行成形模拟,U形件法兰端部最大位移偏移量为0.84 mm,回弹控制效果明显。     

基于正交试验的涡轮壳成形工艺参数的优化

以涡轮壳作为研究对象,利用Simufact Forming软件对涡轮壳的成形回弹进行有限元仿真。以模具弯曲半径、模具间隙以及冲压速度作为影响因素,将板料的回弹量作为优化目标,借助正交试验法设计了4因素3水平仿真试验。通过仿真实验得到了各因素对板料成形回弹量影响的顺序分别为:模具间隙、模具弯曲半径、冲压速度;涡轮壳冲压成形的最优工艺参数组合方案为:模具间隙为1.0t、模具弯曲半径为55.2 mm、冲压速度为15 mm·s~(-1);最优方案下的回弹量仿真值为0.436 mm。随后,利用冲压模具对优化方案进行试验验证,结果显示,回弹量的试验值为0.494 mm,仿真值与试验值之间的误差为13.3%,验证了有限元仿真的正确性。     

某高强钢汽车控制臂冲压成形工艺研究

以高强钢汽车控制臂为研究对象，根据制件的材料强度高、几何结构复杂和成形困难的特点，制定多道次冲压工艺方案，采用Autoform软件分析冲压成形过程，研究冲压成形工艺参数对零件最大减薄率和回弹的影响，结果表明：压边力越大，板料的最大减薄率越高；一定范围内，增大压边力可以减小回弹；摩擦因数越大，板料的最大减薄率越高；一定范围内，增大摩擦因数可以减小回弹。针对加工过程中回弹较大、拉延不对称的问题，对冲压工艺方案进行改进优化，最终有效减小了零件的回弹，控制了冲压件尺寸精度，采用CAE模拟优化了冲压成形工艺方案，并通过试验验证了优化后的工艺方案，试验结果与CAE仿真结果一致，成形质量达到产品要求。     

汽车离合器传动带冲压成形工艺参数的优化

基于Dynaform有限元模拟软件,对汽车离合器传动带零件冲压成形中的工艺参数进行优化,结合正交试验分析了模具间隙、冲压速度和弯曲角度与传动带零件成形高度之间的变化关系.分析结果表明,影响传动带零件成形高度的顺序依次为:模具间隙＞弯曲角度＞冲压速度;确定了传动带零件冲压成形的优化工艺参数为:模具间隙为1.1t,冲压速度为2000 mm·s-1,弯曲角度为165°.此外,对优化后的试验方案进行有限元模拟,得出传动带冲压成形零件高度的模拟值为5.04 mm,并对其进行冲压成形实验验证,得到传动带零件高度的实验值为4.73 mm,与模拟高度值相比误差为6.15％,从而证明了优化后的工艺参数可以较好地指导离合器传动带的冲压模具设计.     

汽车座椅对称件冲压成形仿真设计及优化

为了解决高强度钢作为汽车零件材料在冲压成形过程中存在的成形缺陷,以某品牌汽车座椅的调角器边板为例,针对其几何结构和对称件的特征进行了冲压工艺流程设计及优化、零件成形精度优化。首先,确定零件的冲压工序,根据其结构特点将冲孔工序的工作内容与其他工序合并,合理减少总工序数,并一次对两个零件同时进行冲压,优化后的冲压工艺流程为：落料、拉深、修边、翻边。然后,通过调整压边力、摩擦因数和拉深模具间隙3个工艺参数对零件的成形精度进行优化,降低其回弹量,使零件满足实际尺寸精度要求,优化后的工艺参数组合为压边力为33 kN、摩擦因数为0.13、拉深模具间隙为2.70 mm,仿真结果中零件的最大回弹量为1.264 mm。最后,进行样件试冲,零件实际的最大回弹量为1.270 mm,与仿真结果基本一致,验证了仿真结果的有效性。     

基于Dynaform及响应面法的6016铝合金散热壳体冲压成形及优化北大核心CSCD

以6016铝合金散热壳体为研究对象,通过分析零件的成形工艺,确定采用Dynaform软件对零件的拉深成形工艺进行有限元模拟,以零件的最大减薄率为评价其成形质量的指标。基于正交试验设计,研究了压边力、摩擦因数、冲压速度以及模具间隙对零件成形质量的影响规律。基于灰色系统(GS)理论分析出与零件最大减薄率关联度较高的工艺参数,并通过响应面法(RAM)进行中心复合设计(CCD),得到最优的工艺参数组合为:压边力为20.1 kN、摩擦因数为0.16、冲压速度为1500 mm·s^(-1)、模具间隙为1.05 mm,零件最大减薄率为23.029%。将采用该方案制得的实体零件与数值模拟结果进行对比和分析,结果表明数值模拟分析结果具有可靠性,可为散热装置零件的成形提供一定指导。     

基于响应曲面法的波形弹簧片冲压工艺参数优化

以汽车离合器波形弹簧片作为分析对象,利用响应曲面法对冲压成形工艺参数进行优化。通过中心设计组合法及弯曲成形模具得出板料成形高度的响应值,建立了工艺参数与成形高度之间的二阶响应面模型,研究得知工艺参数对板料成形高度交互式影响的顺序依次为:弯曲半径与冲压速度、模具间隙与冲压速度、弯曲半径与模具间隙。将模具间隙、弯曲半径以及冲压速度作为设计变量,以板料成形高度作为优化目标,结合Design Expert软件对响应曲面模型进行优化,通过分析得出优化的冲压工艺参数:弯曲半径为22.13 mm,模具间隙为1.01t mm,冲压速度为2699.47 mm·s-1,成形高度的响应值为1.782 mm,经过工艺参数的修正,成形高度的试验值为1.72 mm。然而相比于正交试验得出的成形高度优化值1.65 mm,响应曲面法在波形弹簧片冲压成形工艺参数的优化中更具优越性。     

基于正交试验的多曲率件弯曲回弹影响因素研究

针对多曲率件弯曲成形中回弹问题,采用正交试验的方法,对二维多曲率件冲压成形过程中各工艺参数的影响情况进行试验研究,以最少的试验次数,得到影响零件回弹因素的主次顺序,并得出最佳工艺参数组合,为确定多曲率件冲压成形工艺参数提供了合理的依据,为后续三维多曲率件冲压成形及回弹的控制奠定基础。     

面向产品设计的铝合金件翻边成形

以某车身铝合金内板件为研究对象,利用有限元模拟软件ABAQUS建立了翻边及回弹过程的有限元模型。通过优化上弯曲半径R1、下弯曲半径R2、翻边角度α等3个产品特征参数和润滑条件μ、模具间隙T等两个工艺参数,来减小回弹值和降低弯裂风险。结合正交试验和灰色关联的方法将多目标问题转化为单目标问题,得到较优的设计参数指导产品设计,并进行试验验证。结果表明,影响综合目标的主次顺序为:模具间隙翻边角度上弯曲半径下弯曲半径摩擦系数,得到优化后的组合参数为R1=5 mm,R2=9 mm,a=75°,μ=0.1,T=t,采用优化后的参数设计零件,得到的实际零件的回弹在公差范围内且无弯裂缺陷。     

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。     

基于正交试验的S形板料折弯工艺研究

针对典型的S形板料折弯工艺进行了分析。应用DYNAFORM有限元模拟软件,分析了S形板料折弯后的内外层等效应力、等效应变分布及回弹前后的应力应变变化,对其折弯过程中的回弹机理进行了研究。通过正交试验的直观及方差分析确定了影响板料回弹若干关键因素的主次顺序,节省了现场试验的成本,对S形折弯件的精密化生产有一定的指导意义。     

宽板U形弯曲的回弹试验研究

带状板材在受到冲压后,如果冲压工艺设计不合理,回弹会使板料的冲压结果达不到下一步安装工艺的要求。通过试验的方法,探求在无边压力的情况下板材的回弹问题,分别就板材性能、板料厚度、凸模圆角半径、凸凹模间隙、凹模跨度和摩擦因数等诸多因素对板料回弹的影响进行了分析,得出板材U形弯曲时回弹规律:凸凹模间隙越小,回弹就越小;随着凸凹模跨度的增大,回弹角增大;同一种板材,板材厚度越小,回弹就越大。研究结果有利于工业企业控制金属板材的回弹。     

基于数值模拟的弧形件板料弯曲回弹补偿研究

提出了一种基于数值模拟的板料弯曲回弹控制方法.以弧形件弯曲件为研究对象,在ABAQUS软件中进行弯曲成形过程和回弹过程模拟,得出预测回弹值,并结合回弹补偿原理进行模具型面的修正.实例结果表明,该方法可以有效地实现板料弯曲回弹控制,具有工程和科研实用价值.     

TC1钛合金板材的超声振动辅助V型弯曲工艺

针对钛合金板材弯曲过程中的质量问题,尤其是回弹问题,提出了在弯曲过程中对凹模叠加一定方向、一定频率和振幅的超声振动辅助弯曲方法,选择受回弹影响较大的TC1钛合金板材进行了V型弯曲过程的研究。分析了超声振动频率、振幅、振动时间等对TC1钛合金板材弯曲力、弯曲回弹量的影响规律。研究结果表明,TC1钛合金板材在V型弯曲过程中叠加一定频率、振幅及振动时间的超声振动,可以有效降低板材的弯曲力,减小弯曲后的试件回弹量,从而有效地提高了钛合金板材的弯曲性能,同时验证了超声振动对于提高TC1钛合金板材弯曲成形性能的可行性。     

中性层内移对弯曲回弹的影响

板料在弯曲过程中,由于存在弹性变形,卸载后,弹性变形必然影响到板料的回弹.传统理论在分析回弹时,没有考虑应变中性层内移对回弹的影响.本文根据弹塑性弯曲理论,在考虑硬化和各向异性的条件下,通过对宽板弯曲应力应变分析,推导出了回弹角的近似计算公式,并讨论了中性层的内移对回弹的影响.     

Warm and Hot Stamping of Ultra High Tensile Strength Steel Sheets Using Resistance Heating

A warm and hot stamping process of ultra high tensile strength steel sheets using resistance heating was developed to improve springback and formability. In this process, the decrease in temperature of the sheet before the forming is prevented by directly heating the sheets set into the dies by means of the electrical resistance, the so-called Joule heat. Since the heating time up to 800°C is only 2 seconds, the resistance heating is rapid enough to synchronise with a press. The effects of the heating temperature on the springback and formability of ultra high tensile strength steel sheets were examined. The springback in hat-shaped bending of the high tensile strength steel sheets was eliminated by heating the sheet. In addition, the ultra sheet having a tensile strength of 980MPa was successfully drawn by the heating. The heating temperature is optimum around 600°C due to the small springback and oxidation and the increase in hardness.     

车用铝合金板材回弹规律研究

在车用铝合金材料的成形加工过程中,回弹是主要的成形缺陷之一并且较难控制。本文对车用6061铝合金板材进行了室温拉伸试验获得其应力-应变曲线并建立改进的Johnson-Cook本构模型。该模型被应用于V形弯曲试验的有限元仿真中,研究不同各向异性屈服准则对板料回弹预测精度的影响,仿真结果表明应用YLD2000-2d屈服准则时其预测精度较高,同时也验证了该模型用于回弹分析的有效性。进一步探究不同因素如变形程度,冲压速度,摩擦条件,压边力等对铝合金板材回弹行为的影响规律,并应用于铝合金发罩内板的冲压成形过程,能够有效减小工件的回弹。     

基于数值模拟的板料冲压成形回弹补偿方法

板料冲压中的回弹误差可以通过修正模具形状得到解决。基于冲压及回弹数值模拟,以控制系统、傅立叶变换及传递函数为理论基础,提出了一种模具回弹补偿的修正算法并开发了springbackcom系统。该方法通过两组小量变化的模具及其数值模拟得到回弹前后冲压件,建立模具形状传递函数,修正模具形状。利用此方法对某车引擎盖冲压过程进行了数值模拟及回弹补偿的实例验证,分析结果证明此回弹补偿方法是有效的,具有工程实用价值。     

板料弯曲回弹的有限元模拟影响因素研究

阐述了板料成形数值模拟中回弹问题的研究历史和发展现状,分析了塑性弯曲加工中工件发生弯曲回弹的原因、特点及有限元模拟过程的影响因素,总结了回弹模拟的算法,从成形过程模拟和回弹计算两方面系统分析了影响回弹模拟准确性和收敛性的主要因素及改进方向,讨论了模具设计中回弹的补偿算法 ,并提出了当前控制回弹的基本方法     

基于单元法向插值的模面回弹补偿方法研究

从理论上阐述了连线补偿与法向补偿的差异及适用情况,提出了基于单元法向的插值补偿方法,将其运用于S梁的回弹补偿。有限元分析结果表明,插值补偿法将零件回弹偏差减小了73%,能有效修正板料冲压成形回弹偏差。