弯曲半径对凸曲面翻边成形及回弹影响的研究

影响曲面翻边成形回弹的因素主要有零件弯曲曲率半径R、凹模圆角半径r以及材料的厚度t,利用Dynaform软件重点模拟零件弯曲曲率半径R对压缩类翻边中的凸曲面直线翻边的成形回弹影响,得出了零件弯曲曲率半径R对曲面翻边的成形回弹影响规律。通过计算机数值模拟得到在R30mm、R45mm和R60mm 3种半径下的成形极限图以及回弹前、后的主应变分布图,并结合试验的结果,得到随着弯曲半径增大而成形的回弹有所改善的结论。     

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。     

基于响应面法的U形件弯曲成形回弹优化

U形件弯曲成形过程中比较突出的问题是回弹,通过将响应面法(RSM)与有限元仿真软件Dynaform相互结合,基于NUMISHEET’93的U形弯曲标准考题,将凹模圆角半径选定为Rd=8 mm,以模具间隙、摩擦系数、冲压速度3个参数作为影响因素,竖直方向的回弹位移作为优化目标,建立17组试验方案,对U形件弯曲成形过程进行仿真模拟。借助Design-Expert8. 1对17组数据进行拟合处理,得到关于优化目标的二次非线性回归方程与优化的参数组合,即模具间隙为1 mm、摩擦系数为0. 15、冲压速度为800 mm·s^-1。优化的参数组合代入有限元软件再次仿真得到回弹位移为0. 731 mm,其与方程拟合值0. 738 mm相差约1%,并在前人研究基础上将回弹位移进一步减少了26. 2%,最后进行了实物弯曲验证。RSM与Dynaform的结合减少了有限元模拟的次数,有效地提高了板料弯曲的成形精度与质量。     

一种橡皮囊成形弯边零件的回弹补偿方法

在橡皮囊成形后的卸载阶段,由于钣金件内部残余应力的释放必然导致回弹,有时会造成制件几何尺寸超差、甚至报废。针对该问题,提出了采用经验公式法对曲线弯边的半径和弯曲型面进行补偿的算法,克服了有限元模拟位移调整法中多次迭代效率低、回弹补偿精度不高等问题,只需考虑钣金件的材料参数和几何尺寸,并配合二次开发软件即可快速生成曲线弯边零件的模具补偿工作型面。对典型的直弯边零件进行工艺试验验证,结果表明,弯边后零件的回弹角随着成形压力的增加而减小,回弹后零件的圆角半径与角度可控制在允许精度范围之内。     

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.     

无刷直流电机转子供电保持架的冲压工艺

将无刷直流电机转子供电保持架的加工工序分为7步,即工序1落料、工序2弯曲、工序3弯曲、工序4冲孔、工序5成形、工序6翻边、工序7攻丝。利用有限元模拟软件DEFORM-3D,分析了弯曲工序2的可行性,结果表明,在弯曲过程中不会出现断裂等不良现象。对弯曲工序2的工艺参数进行了正交试验,结果表明,当冲压速度为2.2 mm·s~(-1)、模具间隙为0.02 mm、摩擦系数为0.16、凹模圆角半径为1.0 mm时,工件回弹量最小。采用弯曲模具型面补偿,能有效地控制转子供电保持架的回弹量,对弯曲工序2而言,1.02倍的补偿值效果最好。在最优工艺参数组合作用下,并结合弯曲模具型面补偿,得到P1点的回弹量为0.28 mm,P2点的回弹量为0.23 mm,P3点的回弹量为0.08 mm。最后进行了试验验证,试验结果与模拟结果吻合较好。     

带下陷的直凸弯边零件回弹补偿及试验验证

为提高飞机钣金零件的成形质量,对带下陷的直凸弯边零件在橡皮囊成形过程中的回弹问题进行研究。对新淬火状态下的2024-W铝合金材料进行单向拉伸试验,获得材料的力学性能参数,为回弹补偿和有限元模拟提供条件;采用CATIA二次开发系统,对带下陷的直凸弯边钣金件的圆角部分和弯边部分两个位置进行回弹补偿,生成准确的回弹补偿模具;采用Pam-stamp 2G有限元模拟软件,对新设计的补偿模具进行有限元数值模拟并进行试验验证,验证了经回弹补偿模块设计带下陷的直凸弯边补偿模具的可行性。结果表明:在成形压力为50 MPa时,零件回弹前后的角度误差为1°,满足尺寸设计要求,验证了有限元模拟的可信度以及回弹补偿系统的准确性。     

宝钢高强钢V弯回弹的特性研究

以宝钢生产的14种规格和牌号的钢板为研究对象,对其V弯成形特性进行了研究,通过单向拉伸实验,获得材料的基本力学性能,分析了试验材料的V弯回弹规律。试验结果表明,材料存在正、负回弹,相同弯曲角度下随弯曲半径增大,回弹量增加且趋向正回弹,在相同弯曲半径下,弯曲角度增大,回弹量减小且趋向负回弹,可通过调整弯曲角度或弯曲模具圆角大小来可合理控制零件回弹;在相同厚度条件下,当材料抗拉强度大于600 MPa时,回弹量显著增大;在相同强度条件下,回弹量随弯曲角度的增大而趋向负回弹,同时随着弯曲半径的变大,回弹量随材料厚度产生的差异趋缓,并趋向正回弹;980 MPa强度级别材料中材料厚度越小,不同弯曲半径下的回弹量差异变大;厚度相同的情况下,QP钢和MS钢的回弹量比DP钢更趋向于正回弹;数值拟合发现,回弹角度随R/T值的增大而增大,且经历一个由负到正的过程。随着弯曲角度的增大,拟合曲线下移且斜率变小,只有当R值足够大时才会出现正回弹。     

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。     

凹曲线翻边零件橡皮成形回弹补偿系统二次开发及试验验证

橡皮成形是飞机钣金零件制造的一种重要成形工艺,为提高钣金零件成形的效率,对凹曲线翻边零件橡皮成形过程中产生的回弹问题进行了研究。首先,对新淬火状态下的2024-W铝合金板料进行材料试验,为回弹补偿系统和有限元模拟提供了材料本构关系;采用基于CATIA二次开发的曲线法平面截取法进行回弹补偿,在法平面内对弯曲圆角和弯边截面曲线进行补偿,生成新的补偿型面。最后,采用Pamstamp 2G有限元软件,对补偿后的模具进行有限元模拟。结果表明:成形压力越大,回弹角越小;在成形压力60 MPa时,零件回弹前后的角度偏差在1°以内,满足尺寸设计要求,验证了有限元模拟的可行性与回弹补偿系统的可靠性。     

基于有限元法的油孔卡环弯曲回弹分析及控制

随着对冲压件尺寸精度要求的不断提高,精确预测给定冲压件的回弹量大小显得非常重要。借助Dynaform软件对油孔卡环弯曲后的回弹规律进行了数值模拟,分析回弹产生的原因和影响因素,并利用正交实验找出制件最小回弹的条件组合。结果表明:在凸模圆角半径、活动夹块圆角半径、接触间隙、摩擦因数这4个因子中,凸模圆角半径对油孔卡环回弹的影响最大;最优成形参数为:凸模圆角半径30 mm、夹块圆角半径29 mm、接触间隙为1.1 mm、摩擦因数0.3。     

CLAM钢U形弯曲回弹数值模拟优化与试验

CLAM钢聚变堆包层第一壁是典型中厚板U形件,尺寸较大,采用模具压弯成形后回弹较大,尺寸精度难以保证。采用数值模拟与试验研究相结合的方法,对弯曲工艺参数和模具补偿值进行优化,确定合理的摩擦润滑条件、凹模圆角尺寸、凸凹模间隙和补偿圆弧半径,最终试验零件单侧回弹角控制在0.65°内,内开口尺寸误差在2.8mm内,得到合格U形件。可为CLAM钢塑性成形提供指导。     

基于正交试验的座椅撑板冲压成形回弹研究及优化

以某汽车座椅撑板为研究对象,采用Autoform有限元软件建立拉延过程有限元模型,对其成形和回弹进行分析。针对拉延成形过程中回弹量过大的缺陷,设计正交试验,选取压边力、摩擦系数、冲压速度和凸凹模间隙4个重要工艺参数作为因素,研究工艺参数对回弹量的影响规律,得到最优的工艺参数组合为:压边力250 k N,摩擦系数0.08,凸凹模间隙1.2 mm,冲压速度4000 mm·s~(-1)。采用优化参数组合进行试模,试验结果与数值模拟结果吻合较好,工件成形效果完全符合设计要求。     

前挡板支架弯曲翻边成形模拟及模具设计简

结合前挡板支架形状特点及工艺分析，设计了凸凹模结构，并基于DYNAFORM软件反求得到准确的坯料尺寸，通过对坯料的弯曲翻边仿真模拟，预测了成形中易出现的拉裂、起皱、回弹等缺陷，据此优化了工艺参数，改进了凸凹模结构。最后采用CATIA软件设计了前挡板支架弯曲翻边整体模具，实践证明，该模具能生产出良好制件。     

汽车覆盖件内凹圆弧翻边仿真与变形控制研究

分析了汽车覆盖件圆弧曲面不光顺发生区域的几何特征,指出内凹型翻边是缺陷产生的原因.提取了内凹翻边的几何模型并利用板料成形仿真软件ETA/Dynaform对翻边成形过程进行仿真,结果表明,翻边时圆弧过渡区受周向的剪应力,这个剪应力是圆弧不光顺产生的诱因.通过改变翻边几何参数和工艺参数得到了这些因素对圆弧不光顺的影响规律,结果表明:随着动模圆角半径和翻边高度的增大,圆弧不光顺有加重的趋势;减小定模圆角半径、动定模间隙、翻边轮廓圆弧半径和摩擦系数可以改善圆弧不光顺.     

Prediction and elimination of springback in straight flanging using computer-aided design methods: Part 2: FEM predictions and tool design

Part 1 of this two-part paper presents the laboratory experiments on straight flanging, in which the influence of process variables, such as die shoulder radius, punch-die clearance, punch nose radius, pad force and material properties were discussed. This second part summarizes the FEM predictions for flanging and compares these results with some experimental data. Furthermore, flanging with coining to reduce springback has been investigated and evaluated by FEM for better dimensional control in flanging and hemming processes.     

基于显著性的薄壁铝合金管小弯曲半径数控弯曲工艺参数优化(英文)

薄壁铝合金管小弯曲半径数控弯曲是个多因素耦合、多模具约束下的复杂过程。提出以有限元模拟为基础,基于显著性的工艺参数优化方法,即采用析因因子设计分析工艺参数对成形质量,即最大壁厚减薄率和最大截面畸变变化率影响的显著性,获得影响显著的参数,即管与防皱模间间隙的最优值,并确定其他影响不显著的参数值,包括管与模具间的间隙和摩擦、芯棒伸出量和助推速度。结果应用于规格为d50mm×1mm×75mm和d70mm×1.5mm×105mm(管外径D0×管壁厚t0×弯曲半径R)的铝合金管弯曲,获得了合格的管件。     

工艺参数和材料性能对板料成形回弹的影响

分析总结了数值模拟中模拟参数（有限无算法、单元类型、材料模型、本构方程、积分点选取、接触和摩擦法则等）对回弹模拟精度的影响。对一细长支腿零件的工艺成形过程进行了数值模拟,研究了工艺参数及材料性能参数（压边力、凸模圆角半径、凸凹模间隙、板料厚度、摩擦系数、材料硬化指数）对工件回弹的影响。回弹角随凸模圆角半径和凸凹模间隙的增大而增大,随压边力、扳料厚度、摩擦系数和材料硬化指数的增大而减小。