型材多点拉弯成形模具型面的分段补偿迭代方法

确定了多点拉弯模具单元体成形位移量的计算准则,并通过数值迭代计算方法引入不同阶段的补偿因子,实现了多点拉弯模具型面调形过程的快速迭代。有限元模拟和成形试验结果表明,制件的最大回弹量由6.87mm降低到1.03mm,说明优化后的模具型面能够有效地减小形状偏差和回弹量。     

多点拉形数值模拟及模具型面补偿方法

建立了板料多点拉形有限元模型,确立了用于动态显式算法的拉形加载模式,并应用到典型件的拉形过程数值模拟中。对马鞍形曲面件的多点拉形进行了数值模拟,探讨了成形件上应力、厚度等的分布规律以及回弹和弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响。模拟结果表明,成形件的应力、厚度分布均匀,卸载回弹很小,弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响比回弹要大;为获得精确形状的成形件,提出了一种基于数值模拟结果通过反复修正获得准确的多点拉形模具型面来补偿多点拉形中弹性垫的不均匀变形和回弹的方法。     

多点拉形数值模拟及模具型面补偿方法

建立了板料多点拉形有限元模型,确立了用于动态显式算法的拉形加载模式,并应用到典型件的拉形过程数值模拟中。对马鞍形曲面件的多点拉形进行了数值模拟,探讨了成形件上应力、厚度等的分布规律以及回弹和弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响。模拟结果表明,成形件的应力、厚度分布均匀,卸载回弹很小,弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响比回弹要大;为获得精确形状的成形件,提出了一种基于数值模拟结果通过反复修正获得准确的多点拉形模具型面来补偿多点拉形中弹性垫的不均匀变形和回弹的方法。     

管材空间绕弯回弹补偿方法研究

管材弯曲卸载后将不可避免地产生一定回弹,严重影响弯管生产的精度与效率.基于数值回弹预测,对加工弯管的绕弯模具型面进行回弹补偿,得到新的模具型面,依然是目前降低回弹的主要措施.对以回弹为主要成形缺陷的空间弯管绕弯成形进行了研究,采用弯曲回弹对应节点位移矢量与曲线局部弗朗内特标架相结合的节点几何补偿法,对弯曲模具进行型面修改.利用数值回弹预测方法,针对回弹量多次迭代补偿,可以有效补偿回弹误差,保证空间弯管几何精度.     

激光拼焊板车门内板的回弹模拟

为了研究拼焊板在成形过程中存在的回弹问题,提高零件的成形质量,对某轿车激光拼焊板车门内板进行了冲压成形及回弹的研究,预测了在成形过程中可能出现的缺陷,通过设置拉深筋和调整压边力进行了工艺优化。在成形效果满意的情况下,对车门内板进行回弹分析,再根据回弹结果对模具进行整体回弹补偿,运用补偿后的模具重新进行成形和回弹的数值模拟,研究结果表明:通过补偿,横向厚板最大位移由原来的14.439 mm减小到0.493 mm;横向薄板最大位移由原来的7.237 mm减小到3.941 mm;纵向有法兰侧最大位移由4.360 mm减小到2.199 mm;纵向没有法兰侧最大位移由3.490 mm减小到1.132 mm,由此可知,经过模具型面补偿成形的零件回弹后与标准零件型面更加接近,运用这种方法能有效地减少回弹对零件装配精度的影响,得到高质量的车门内板覆盖件。     

基于方形压头的船体外板分段成形设计研究

以船体曲面外板三维曲面件为研究对象,针对方形压头对大型板材数值模拟进行研究,将多点成形和分段成形法相结合,当板材尺寸大于模具大小时,对板材进行分区域成形,实现小模具对大型板材的分段成形。对比模具冲压的距离、重叠区的大小对分段成形回弹后曲率半径的影响,结果表明合理的冲压距离和重叠区的大小可以提高成形效率。分析板材分段冲压回弹后的曲率半径,计入回弹的影响,并通过神经网络进行回弹预测,计算模具回弹补偿量,使用回弹补偿后的模具再次冲压成形,对比板材最终成形的曲率半径和目标曲率半径,误差仅为6.3%,且曲面光顺,证明该方法的有效性,为大尺寸板材多压头分段快速成形提供理论基础。     

动车组变曲率L型截面铝合金门立柱拉弯精度控制

对某动车组L型截面变曲率铝合金门立柱的拉弯成形过程进行模拟.基于不同阶段下的截面应力应变分布和回弹半径变化关系,探索了铝合金门立柱拉弯成形精度的影响因素,优选工艺参数及控制方法,并通过试验进行验证.结果表明:变曲率L型截面铝合金门立柱拉弯成形主要缺陷为截面畸变和回弹,其中截面畸变缺陷包括直线段区域腹板塌陷和圆弧端区域立边内凹.调整拉伸量等工艺参数一定程度上能够减小截面畸变缺陷和回弹.截面畸变缺陷主要因拉弯过程中立边受力不同引起.设置背压板,增加压板载荷能够减小直线段腹板截面畸变值;优化拉弯模具轮廓线,可降低圆弧端的立边截面畸变值.门立柱小圆弧端一侧回弹程度比大圆弧端一侧更严重,主要因变曲率铝合金门立柱两端不对称引起,影响门立柱的贴模度.利用回弹补偿法修正模具型面可有效控制回弹.试验最佳工艺参数为:预拉量1%,包覆拉伸量4.5%,补拉量0.5%,直线段区域施加40 kN背压力,构件成形精度大幅度提高,满足设计要求.     

冲焊型液力变矩器叶片成形的精密控制

为避免传统叶片制造过程中反复修模、试模问题,本文提出了一种对带有加强筋和折边的YJC265冲焊型液力变矩器泵轮和涡轮的叶片成形进行精密控制的方法。该方法能够预测出叶片制造过程中出现的回弹量,并按计算结果补偿叶片模具型面,得到理想的叶片冲压件;又通过成形回弹计算与模具补偿方法,制造了YJC265液力变矩器样机,且样机性能试验结果超过了设计要求,生产周期和成本远远小于传统方法。本文提出的方法能够保证叶片回弹的精度,指导叶片模具设计,保证模具开发的一次成功率,对变矩器叶片的实际生产具有重要意义。     

宽翼边U型截面不锈钢型材拉弯成形缺陷控制

对一种新型宽翼边U型截面不锈钢型材的拉弯成形过程进行了模拟分析,研究了此类构件拉弯成形主要缺陷的成因及控制方法,并进行了试验验证。结果表明:宽翼边U型截面不锈钢型材拉弯成形主要缺陷为截面畸变和轮廓精度差,其中截面畸变缺陷包括底面翘起、立边弯曲、翼边翘曲和截面扩口或缩口;窄翼边一侧截面畸变程度较宽翼边一侧更严重;截面畸变缺陷主要因拉弯过程中立边的收缩引起,对立边高度进行合理补偿能够有效消除截面畸变缺陷;轮廓精度差主要因回弹量大引起;调整拉伸量等工艺参数一定程度上能够减小回弹,提高轮廓精度,而基于回弹对模具型面进行修正能够明显提高轮廓精度。最后,利用本文缺陷控制方法,开展了某轨道车辆宽翼边U型截面不锈钢立柱构件的拉弯成形试验,获得了合格的拉弯件,证明了本文方法的正确性。     

轨道车辆窗下补强板冲压成形模拟

以某款地铁车辆窗下补强板为例,利用有限元软件Autoform,研究了拉延筋强度系数、压边力和模具间隙参数对补强板件成形的影响。结果表明:拉延件拉裂主要由成形过程中板料局部流动不均匀所致,起皱是由于拉延过程中边角处物料聚集引起;拐角处设置重拉延筋可极大地消除起皱缺陷,通过正交试验找出参数匹配的最优组合,可进一步对边角起皱和拉裂缺陷协调控制。最优参数组合是拉延筋强度系数为0.35、压边力为800 kN和单边模具间隙为0.20 mm;基于回弹量对模具型面进行补偿可有效控制轮廓精度,取1.1的补偿系数时效果最好。基于模拟结果进行了成形试验,得到了合格工件,验证了模拟控制措施的有效性。     

基于多工序回弹补偿的大型汽车覆盖件成形优化

针对某品牌SUV汽车大型覆盖件成形过程存在的易起皱、破裂和回弹等质量问题,进行了工艺参数多目标优化和回弹补偿优化.首先,以最大增厚率和最大减薄率为评价目标,利用正交试验和Design - Expert软件对压边力、模具间隙、冲压速度和摩擦系数进行多目标优化,并确定最优工艺参数组合; 其次,以最大回弹量为评价目标,利用多工序补偿法对拉延模和修边冲孔模进行回弹补偿,并对最优冲压工艺参数组合和回弹补偿面进行仿真分析和试模实验.研究表明:优化后的成形工艺参数能够防止零件破裂,减少起皱以及降低最大增厚率和最大减薄率; 多工序回弹补偿能够有效控制回弹量,减少整形工序.本文的优化方案可为提高大型汽车覆盖件的成形质量和节约成本提供参考.     

板材多点成形时柔性压边与刚性压边方式的比较

为了研究不同的压边方式对多点成形结果的影响,采用动力学显式有限元软件对大变形量三维曲面多点成形过程中刚性压边与柔性压边方式进行了数值模拟,对比了二者的成形结果,并且对不同压边力时的柔性压边成形进行了探讨,研究了柔性压边方式的成形规律。结果表明,对于大变形量的三维曲面多点成形,柔性压边方式可以成功避免拉裂和起皱成形缺陷的发生,成形质量良好。这个结果可以作为开发大变形量的多点成形压力机的理论依据。     

Method of closed loop springback compensation for incremental sheet forming process

The closed loop control model was built up for compensating the springback and enhancing the work piece precision. A coupled closed loop algorithm and a finite element method were developed to simulate and correct the springback of incremental sheet forming. A three-dimensional finite element model was established for simulation of springback in incremental sheet forming process. The closed loop algorithm of trajectory profile for the incremental sheet forming based on the wavelet transform combined with fast Fourier transform was constructed. The profile of processing tool path of shallow dishing with spherical surface was designed on the basis of the profile correction algorithm. The result shows that the algorithm can predict an ideal profile of processing track, and the springback error of incremental sheet forming is eliminated effectively. It has good convergence efficiency, and can improve the workpiece dimensional accuracy greatly.     

Numerical simulation of wrinkle phenomenon during multi-point forming process of shallow rectangle cup

In this paper, the principle of multi-point forming (MPF) technique is presented. One of the most serious defects, wrinkling, during the multi-point forming process of a shallow rectangle cup is discussed by means of numerical simulation on the shallow rectangle cup forming process. The effects of thickness, material of sheet metal and the pressure of the blank holder are investigated. Based on the simulation results, the reasons and control methods of wrinkling are pointed out. Moreover, the experiment on the multi-point die forming of the shallow rectangle cup by the MPF machine is done to validate the efficiency of the numerical simulation,and the result oroves that the application of an elastic cushion in the forming can restrain wrinkling efficiently.     

基于多点模的板材柔性夹钳拉形夹持力

简单介绍了板材柔性夹钳拉形(FGSF)工艺,提出了其夹持力的理论模型和计算方法.建立了有限元模型,采用动态显式算法对不同材料、不同板厚的圆柱面、球形面及马鞍面的基于多点模的FGSF过程进行了数值模拟,分析了夹持力的变化及影响因素.模拟结果表明:材料和板厚对工件拉形时夹持力的影响非常敏感,较硬、较厚的板材拉形时需要较大的...     

基于混合响应面法的滚压成型回弹角预测控制及应用

为了解决板金属滚压成型回弹角预测精度不足以及滚压成型工艺参数的选定过多依赖于经验设计的问题,提出将参数响应面法与非参数响应面法结合形成混合响应面法,利用混合响应面法对滚压成型的加工工艺参数进行优化并预测控制板金属回弹角的大小.通过混合响应面法可以分段构建板金属滚压成型回弹角预测模型,将预测模型的回弹角响应值和滚压成型实验回弹角值进行误差分析比较,两者具有良好的一致性;最后通过优化求解回弹角预测模型得到回弹角的最小值,结果表明,选用适当的成型板料弯曲内半径、过弯角可以大大减小滚压成型回弹角.     

抑制汽车纵梁弯曲回弹的弯曲模改进设计

汽车纵梁是一种形状和尺寸都比较大的冲压件,弯曲成形难度大且回弹不易控制。通过对U形件工艺和模具加工的分析,提出了解决回弹的工艺方法及可控制回弹的弯曲模改进设计,使汽车纵梁弯曲成形后的质量有了较大的提高,从而消除了由于产生回弹使零件侧壁的孔位与底部尺寸超差而影响纵梁装配等问题。     

帕萨特1.8T轿车顶盖多点成形工艺的研究

介绍了多点成形压力机的工作原理,对轿车顶盖多点成形的数值模拟过程进行研究,并以Passat1.8T轿车顶盖为例,对其多点成形工艺及成形中的压痕现象进行数值模拟,对加有弹性垫的情况进行了有限元分析,并进行了实验验证,为多点成形技术在汽车覆盖件冲压成形过程中的应用奠定了一定的基础。