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。     

S梁的拉深成形数值模拟

采用数值模拟技术可以在模具设计初期预测产品的成形质量,优化工艺参数,从而缩短模具设计周期,降低成本。基于Dynaform有限元分析软件,对S梁的拉深成形过程进行了数值模拟。针对起皱和未充分拉深等缺陷,提出了压边力和拉深筋工艺参数的改进方案并加以比较,得到了较好的成形模拟结果。试验结果表明：压边力为400kN（不加拉深筋）或300kN（加拉深筋）时成形质量较好。     

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。     

薄板拉深过程中压边力与破裂关系的研究

研究了304不锈钢薄板在拉深成形过程中产生破裂的原因及改善措施。将智能化控制系统应用在拉深实验中,相对于传统的拉深工艺研究,使其拉深工艺参数得到精确控制。实验结果表明,在冲压速度、润滑条件等相同的条件下,对于厚度为0.28 mm的钢板,直径为Φ45.1 mm的坯料最佳压边力为80 kN,直径为Φ44.5 mm的坯料最佳压边力为60 kN,这一结果与模拟趋势也基本吻合。在一定范围内,通过增大压边力,可以改善筒形件在成形过程中的起皱缺陷,解决在拉深成形过程中304不锈钢薄板出现竖向破裂的问题;压边力被精确记载,有助于快速准确地制定薄板材料拉深工艺。     

不锈钢盆可行的拉深成形方法研究及分析

通过对不锈钢盆的拉深工艺性和应力、应变状态的分析,确定了合理的拉深成形工序,为该零件的模具设计提供了理论支持。分别对零件的首次拉深和二次拉深进行模拟,研究了20kN和30kN不同压边力情况下二次拉深的模拟结果,分析了厚度—位置趋势图和料流—均分点趋势图,确定了20kN压边力情况下,板料流动性好,厚度减薄率最小,凸耳现象不明显。     

铝合金车门防撞梁热冲压成形缺陷(英文)

通过试验和数值仿真研究生产车门防撞梁中经常出现的减薄、破裂、起皱和回弹成形等缺陷。建立了适用于350~500°C的本构模型,并用于铝合金热冲压数值仿真。进行冲压试验和数值模拟以弄清成形缺陷的量化规律并分析工艺参数对成形缺陷的影响。研究结果表明:铝合金热冲压中破裂现象得到改善,回弹基本消除。增大压边力可减轻起皱的程度,但压边力超过15 kN将导致工件最大拉深处破裂。在压边力为3~5 kN,冲压速度为50~200 mm/s及有润滑的条件下,可以避免成形缺陷的产生。     

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.     

基于AutoForm的轿车行李箱内板成形工艺优化

以汽车覆盖件行李箱内板为研究对象,利用AutoForm有限元分析软件对其拉深成形工艺进行工艺分析。研究发现,压料面上有起皱风险,零件(1/2坯料)中间部位有3处存在开裂风险。通过采用在靠近坯料开裂边缘处开缺口,将明显开裂的两处凹模圆角半径14和3 mm分别增大到18和4.5 mm,将压边力由500 kN减少到400 kN等措施进行工艺优化。优化结果表明,压料面上起皱风险明显减小。按优化后的成形工艺进行内板零件拉深成形,所生产出的内板零件无起皱、开裂缺陷,与数值模拟结果一致,验证了数值模拟的正确性。     

5A06铝合金中厚板的温热反拉深变形行为（英文）

针对铝合金中厚板室温下反拉深易破裂问题,提出了温热反拉深成形方法。以4.5 mm厚的5A06铝合金板材为研究对象,分别进行室温、280和360°C下的反拉深实验和数值模拟研究,分析温度、压边力和压边间隙对反拉深变形过程中破裂和起皱缺陷的影响规律。采用Abaqus/Explicit软件对温热反拉成形进行了热力耦合数值模拟,得到反拉深变形过程中应力及温度的分布。结果表明:弯曲效应导致凹模内圆角与直壁区过渡处在厚度方向存在径向应力梯度,当温度升高至280°C时,该应力梯度由室温下505 MPa降为72 MPa,减小了85.7%。提高成形温度能明显降低径向应力梯度,从而避免了破裂的发生。当温度高于280°C时,外侧凹模圆角处的切向应力增大,该处起皱缺陷易于发生。当温度升高至360°C时,材料由于过度软化而发生破裂。采用1.5t(t=4.5 mm)压边间隙时,能消除高温成形过程中破裂和起皱缺陷,并成功成形420 mm深的筒形件。     

圆筒件拉深成形临界防皱变压边力加载曲线研究

针对板料拉深成形过程中如何最优控制压边力的难题,文章首先从理论上分析了圆筒件拉深成形过程中法兰上任一点处的承载能力,建立其应力应变平衡关系,从而得到法兰上任一点处的瞬时径向拉应力和周向压应力公式;其次结合法兰起皱有关能量守恒定理和Hill厚向异性理论,推导出了包含摩擦系数和板料厚向异性系数在内的法兰起皱临界最小压边力公式,并分析了各种拉深成形工艺参数对此法兰起皱临界最小压边力大小的影响规律;最后应用数值模拟软件eta/DYNAFORM验证此临界变压边力加载曲线的可行性,并修正其表达形式。最终板厚变化量的均方差计算结果表明,理论推导的起皱临界最小压边力修正加载曲线,不仅比常见的最小压边力恒定加载模式更节省能量,而且其厚度分布也更加合理、均匀。     

汽车覆盖件拉深过程中的压边力预测

结合数值模拟与人工神经网络技术研究了汽车内覆盖件承载地板在冲压成形中压边力的预测。将板料模型零件导入到Dynaform中进行网格划分并对其拉深过程进行模拟仿真,结合正交试验获取不同参数条件下最佳压边力的数据样本,然后运用Matlab软件中的GRNN神经网络工具箱对数据进行训练学习,采用训练好的神经网络对板料成形过程中的压边力进行预测,获得了板料拉深过程中的压边力变化曲线。通过预测结果和模拟结果对比,预测误差在10%以内。将预测的曲线对零件模拟仿真,结果显示零件最大减薄率在25%以内,并对板料进行实际冲压验证。结果显示成形效果良好,无起皱、破裂缺陷,符合实际生产的要求,说明GRNN神经网络可以用于零件冲压过程中压边力的预测。     

基于灰色关联的皮卡尾门外板的拉延工艺参数优化

为了解决皮卡尾门外板拉延过程中产生的破裂、起皱的问题,采用数值模拟和灰色关联法相结合的方法对拉延工艺参数进行优化。将料厚最大减薄率和最大增厚率作为优化目标,以圆角和直边段的拉延筋阻力系数、压边力、冲压速度、摩擦系数为工艺参数变量进行5因素4水平的正交试验。在Auto Form软件中进行有限元数值模拟。基于灰色关联分析法,计算出各工艺参数对破裂和起皱综合指标的关联度,给出了最优的工艺参数方案:圆角段拉延筋阻力系数为0.15,直边段拉延筋阻力系数为0.45,压边力为800 k N,冲压速度为3.5 m·s-1,摩擦系数为0.13。应用最优工艺参数组合进行模具制造和现场实际生产,得到了质量良好的冲压件,有效控制了破裂和起皱风险。     

汽车座椅外侧板单动拉延成形工艺分析及优化

以某型号汽车座椅外侧板为例,采用Auto Form软件对座椅外侧板拉延成形过程进行模拟分析,并根据分析结果预测出拉延过程中的拉裂风险。通过调整零件的圆角半径和修改局部结构,消除了开裂风险,降低了最大减薄率。为取得更好的成形效果,选取压边力、摩擦系数、冲压速度、凸凹模间隙4个重要成形工艺参数进行正交试验及参数优化,得出最优工艺方案为:压边力250 k N、摩擦系数0.13、冲压速度1000 mm·s-1和凸凹模间隙2.42 mm,最终零件的最大减薄率为24.33%,最大增厚率为6.54%。采用优化后方案进行实际拉深试模,得出零件的成形性能与有限元模拟结果一致,工件质量完全符合设计要求。     

汽车侧围外板A柱拐角起皱的分析及解决方案

汽车侧围外板零件是车身重要的冲压件之一,成形过程较复杂,拉深过程中易产生起皱、开裂等缺陷。针对汽车侧围外板A柱拐角部位的起皱、开裂问题,通过分析零件现场冲压工艺、A柱拐角部位变形特征和材料发生起皱的原因,建立有限元仿真模型,使用AUTOFORM模拟软件对原冲压工艺方案进行全程仿真,分析结果表明,在第3工序侧整形时拐角处的流水槽面发生严重起皱缺陷。系统研究了二次拉深工序中增加吸料筋和调整压边力对起皱、开裂的影响规律,并提出在侧围外板A柱拐角处增加吸料筋和调整压边力的整改方案。经现场生产验证了分析结果的准确性和修模方案的有效性。     

基于DYNAFORM的汽车前防撞梁支撑板的拉延模具设计

汽车覆盖件是以冲压件为主的零件,而作为生产冲压件的冲压模具的设计,与汽车覆盖件的成形质量息息相关。利用DYNAFORM仿真软件对某汽车防撞梁支撑板进行了拉延仿真,并依据仿真结果对其冲压速度、拉延筋布置方案、压边力、凸凹模间隙等参数进行选取和设计。通过分析厚度变化云图,采用厚度差来评价成形结果,确定了具有较好成形效果的参数组合。仿真结果表明:在确定了拉延模具采用等效实体拉延筋的设置后,压边力为360 k N、冲压速度为4000 mm·s-1、凸凹模间隙为0.66 mm时,可获得最好的成形效果。本设计及其仿真结果为其他类型的汽车防撞梁支撑板拉延模具设计提供了有效参考。     

车身零件拉延成形缺陷控制和工艺参数优化

起皱和拉裂缺陷是汽车车身零件在拉延成形中常见的成形缺陷。为了控制拉延成形缺陷,以某汽车发动机盖内板件为研究对象,通过Autoform建立有限元模型,并借助Design-Expert进行实验设计。采用数值模拟软件和实验设计方法对汽车发动机盖内板件的拉延筋阻力系数和压边力参数进行优化。优化后的最优参数组合为:拉延筋的阻力系数大小分别为A=0.3,B=0.3,C=0.4,压边力大小D=1.25×10~3kN。采用优化后的参数进行实验,实验得到零件无拉裂和起皱缺陷,表明本文采用的方法可以有效地控制车身零件拉延成形中的缺陷。     

基于响应面模型和遗传算法的汽车发罩外板冲压工艺参数多目标优化

以汽车发罩外板为例,将压边力、冲压速度、凹模与板料间摩擦系数和凸模与板料间摩擦系数作为工艺参数变量,以拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量为优化目标,应用中心复合试验设计(CCD)及有限元模拟获取样本数据。由试验数据建立二阶响应面模型,结合非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)实现多目标优化,得到优化的工艺参数组合为:压边力为1145kN,冲压速度为3480mm·s~(-1),凹模与板料摩擦系数为0.106,凸模与板料摩擦系数为0.13。基于优化的工艺参数指导模面回弹补偿分析并试模,研究结果表明,发罩外板实际冲压成形质量较好。     

正多边形盒零件冲压成形凸缘变形区的应力分布计算

首先给出正多边形盒零件凸缘变形区的应力分布式 ,接着分析了凸缘变形区的应力变化规律 ,并以0Cr18Ni9板材和方盒零件为算例给出了凸缘变形区的应力分布曲线。正多边形盒零件凸缘变形区圆角部分的拉深变形是发生皱曲和破裂之源并向直边部分转移材料 ,使直边部分松弛乃至皱曲。因此 ,对于皱曲通常选择设置压边装置 (压边圈、拉深筋等 )来解决。对于破裂通常选择增大侧壁间圆角半径或多次拉深来解决。正多边形盒零件冲压成形最好采用分区 (分块 )变压边力拉深或分区 (分块 )恒压边力拉深     

汽车纵梁冲压成形数值模拟及试验验证

利用有限元模拟软件Autoform对汽车纵梁进行成形性分析,拟定落料→弯曲→切边、侧冲孔→翻边、上翻边→侧整形→切边、冲孔、侧切边、侧冲孔的工艺路线,并对回弹趋势进行预测。分析表明:当压边力增大到1500 kN时,纵梁尾部回弹减少到1.75 mm,即通过增加压边力可提高零件塑性变形的程度从而减少回弹。经过实际验证,数值模拟结果对起皱等缺陷的位置和大小预测较为准确;数值模拟可对回弹进行定性预测,利用其结果进行修正后反复模拟,可将回弹量由首次预测的13 mm缩减到最终的2 mm,再通过测量实际零件的回弹量并结合数值模拟结果进行补偿和修正,可进一步提高零件尺寸精度。