高强度汽车钢板冲压成形的主要问题及模具对策

目的研究汽车行业高强度钢板冲压成形时,开裂等缺陷的解决方法。方法通过分析高强度钢板在冲压成形过程中存在的主要问题的根源,应用板料成形CAE分析软件Dynaform对其成形工艺进行了分析与优化。结果确定了优化后的工艺参数和模具结构,结合模具调试实际,提出了高强度钢板冲压成形问题的模具设计和调试解决对策。结论通过CAE分析优化设计,以及模具调试的钳工精细化和TD处理,可以改善开裂、回弹等高强度钢板普遍存在的冲压成形缺陷。     

先进高强钢DP1000地板中央通道的成形回弹及补偿研究

高强度钢板因具有较高的强度而易产生严重的回弹缺陷,已成为其应用的最主要瓶颈.为此,本文以某车型地板中央通道零件为载体,针对其几何型面复杂、材料变形程度大的特点,研究先进高强度钢板DP1000的冲压成形回弹及补偿特性.通过对该零件的冲压成形工艺方案进行优化设计和全工序回弹数值模拟,并结合零件的几何特征和变形模式,对各成形工序的回弹进行精确预测.基于预测结果对模具型面采用折入处理的方式进行全工序几何补偿,实现回弹补偿的自工序完结.最后以补偿后的型面进行冲压实验,并对零件的型面尺寸进行检测分析.结果表明,全工序回弹数值模拟和型面几何补偿是解决复杂零件多工序冲压成形回弹问题的最有效方法.通过两次回弹补偿后,该零件的回弹得到完全控制,尺寸精度达到要求且成形质量良好.     

高强钢板冲压成形的回弹规律与工艺参数研究

高强钢板冲压成形的回弹问题在很大程度上制约了其深入应用,合理的工艺是减少回弹的关键和有效途径之一.建立了曲面扁壳件冲压成形的有限元模型,基于正交试验法研究了工艺参数,包括压边力、摩擦系数、板厚以及拉深筋的布置方式对回弹的影响规律,采用普通钢板和高强钢板分别进行了冲压成形实验,并与数值模拟结果进行对比.结果表明,高强钢板冲压成形的回弹较大,但通过合理的压边力和拉深筋布置方式可以实现高强钢板冲压成形回弹的有效控制.     

高强钢控制臂件冲压工艺优化及稳健性分析

为获得高强钢控制臂件冲压工艺参数最优解,提高冲压工艺稳健性,基于6sigma稳健设计理论,采用数值模拟方法分析预成形模具间隙、局部翻边模间隙、预成形压边力、摩擦系数、板料轮廓尺寸等对拐角处材料减薄率的影响规律;将坯料位置、料片厚度、摩擦系数、塑性应变比、屈服强度、抗拉强度、板料尺寸等作为噪声变量输入,分析工艺的稳健性;根据敏感性分析结果,选用局部翻边模间隙、预成形模具间隙为变量,3σ水平设为目标,成形过程能力Cp值为1.0,进行优化计算;最后采用优化后的局部翻边模间隙、预成形模具间隙值,其他噪音变量不变,再次进行稳健性分析.研究发现,影响控制臂局部过度减薄甚至开裂的主要因素为预成形模具间隙及局部翻边模具间隙.根据模拟结果试模,零件的壁厚分布与模拟结果相比,最大误差小于6%.通过对关键参数的敏感性分析以及考虑噪声因素的稳健性分析,优化工艺参数后,成形质量水平提高,成形结果可靠.     

汽车车身轻量化发展方向探讨

系统阐述了汽车车身轻量化设计过程中运用的3种主要方法：在车身结构优化设计方面,详细介绍了拓扑优化、灵敏度分析和形貌及尺寸优化在车身轻量化设计中应用的步骤及方法;在先进工艺应用方面,介绍了激光拼焊板、热冲压成形技术、辊压成形技术的优缺点,以及这些先进工艺应用于车身的位置;在车身新材料应用方面,介绍了高强度钢板、铝合金、塑料及高分子复合材料、静音钢板和结构发泡材料等在车身上的应用及发展情况.以大量实例和统计数据,并通过表征车身轻量化的关键指标——车身轻量化系数验证,得出汽车车身轻量化设计的步骤及发展方向.     

基于神经网络遗传算法的深腔型零件拉深工艺参数优化

目的 解决冲压成形中工艺参数优化难的问题.方法 以一种深腔型零件的冲压成形为例.首先,借助灰度关联分析法对有限元中的工艺参数进行分析,获取该零件冲压成形中影响成形质量的2个主要因素——冲压速度和压边力.其次,借助拉丁超立方抽样法对上述2个因素进行随机取样,并借助DYNAFORM软件对其进行逐一模拟.再次,将冲压速度和压边力作为输入,最大减薄作为输出,训练在MATLAB中建立的BP神经网络,并借助遗传算法对其进行寻优.结果 最优成形压边力为1.372 MN,最优加载速度为1.5366 m/s.结论 与神经网络遗传算法预测相比,有限元结果的相对误差小于2％,零件试制结果的相对误差小于6％,该方法有较高的预测精度.     

高强度热冲压钢板强韧性工艺优化研究

为改善强韧性,本文基于热冲压高强度钢板强度、塑性和韧性指标,选取加热温度、保温时间和开始淬火温度为设计因子,引入Kahn试验获得高强度热冲压硼钢撕裂强度和单位面积裂纹形核功来表征材料断裂韧性,进行多指标综合评分的L9(34)正交试验设计,以研究不同淬火工艺参数对热冲压高强钢强韧性的影响规律.结果表明:在加热温度为920~950℃、保温时间1 min、开始淬火温度为650~700℃条件下,热冲压硼钢SPFH具有优良的成形性能和强韧化指标.采用优化后工艺进行典型车身结构件热冲压试验,其撕裂强度、单位面积裂纹形核功和强韧比分别提升10.91%、20.32%和22.17%,在保证强度的基础上韧性得到了大幅度提高.     

冲压件成形仿真及其预成形模具方案设计

目的预测高强度钢板的冲压成形性。方法对使用高强度材料的左前地板2号横梁进行了数字仿真模拟,设计了一种提高板料抗破裂性能的带氮气弹簧的预成形模具。先根据仿真结果,在采用调整工艺参数的常规手段未果的情况下,分析了破裂原因,再根据成形模拟软件的使用要求,对氮气弹簧的技术特性进行了处理,保证能代入成形软件。结果再次成形模拟证明,采用氮气弹簧的预成形模具,能改善模具受力状态,使成形件不致破裂。结论预成形模具结构有助于改善特定形状冲压件的成形性。     

汽车翼子板零件的成形与工艺分析

通过对汽车翼子板零件投料冲压试验,对零件进行了应变测试分析,评价试验钢板的成形效果,分析了冲压工艺、表面粗糙度和板厚等条件对零件冲压生产的影响,得到翼子板零件的最佳用材方案及冲压工艺条件.     

高强钢板热冲压成形热力耦合数值模拟

为研究高强钢板的热冲压成形性,采用ABAQUS软件对高温下22MnB5高强钢板沟槽形件冲压成形进行了数值模拟研究.建立了基于热力耦合的弹塑性有限元模型和热成形下的材料模型,通过对沟槽形件热成形进行数值模拟,考察了压边力、模具间隙和凹模圆角半径等工艺参数对热成形时温度分布和回弹的影响,给出了热成形中产生回弹的机理,确定了合适的工艺参数,通过热成形试验验证了数值结果的可靠性.     

汽车纵梁成形回弹及补偿

目的分析某型汽车纵梁的结构特点和冲压工艺性,并根据实际生产经验、条件制定多步成形工艺方案。方法借助AutoForm有限元软件对零件进行冲压成形模拟,有效防止成形缺陷的形成,降低模具形成的风险。对于高强度钢纵梁在成形后具有较大回弹的情况,使用迭代回弹补偿方法来补偿模具的回弹。在此基础上,根据回弹补偿后的模具型面设计并加工模具。结果经过多次回弹补偿,零件的最大回弹由补偿前的13mm减小至±0.5 mm以内,回弹补偿效果较为显著。结论此回弹补偿方法具有可行性并具有指导工程应用的价值。     

基于BP神经网络遗传算法的高强钢成形研究

对新材料DP-780高强钢依据国家标准GB/T228.1-2010进行室温拉伸试验,获得材料的力学性能参数;依据冲压成形极限图,进一步提出冲压成形质量评价指标;针对车身侧围板整个冲压制造工艺过程,对不同的工艺参数设计正交试验,并得到试验数据库;根据BP神经网络遗传算法得到最优参数组合,最后经试验验证,满足成形工艺要求并且与数据库结果相匹配。     

Semi-hot Stamping as an Improved Process of Hot Stamping

Reducing the forming load,deletion of springback,increasing the formability of sheets as well as producing high strength parts are the main reasons to apply hot stamping process.Hot stamping process and 22MnB5 steels are the state of the art process and grades,respectively;however novel processes and steel grades are under considerations.In the current research,behavior of the steel grade MSW1200 blanks under semi and fully hot stamping processes was characterized.During semi-hot stamping process,the blank was firstly heated to a temperature of about 650℃ and then formed and quenched in the die assembly,simultaneously.Microstructure and mechanical properties of semi and fully hot stamped blanks were studied and the results were compared with those of normally water/air quenched blanks.The hot stamped blanks attained the strength values as high as water quenched blanks.The highest ductility and consequently,the best formability were achieved for the blank which had been semi-hot stamped.It was concluded that for the mentioned steel,semi-hot stamping process could be considered as an improved thermo-mechanical process which not only guaranteed a high formability,but also led to ultra high strength values.     

高精度超高强钢长滑轨辊压制造技术

目的解决超高强钢辊压成形过程中回弹大、尺寸精度差、材料利用率低、生产效率低等问题,生产出高精度的超高强钢长滑轨产品,以满足市场需求。方法从截面形状、尺寸精度及冲孔要求三方面,对以DP980超高强钢材料成形的典型的滑轨产品进行了技术分析,针对该产品特性重点设计了冲孔方案,采用三步质量控制法对产品的成形过程及辊压模具设计进行了优化,最后采取多种方法对产品质量进行了全面检测。结果实际制造完成后的产品检测表明,通过优化模具设计及调整现场工艺,最终生产出的长滑轨各项指标均满足图纸要求,解决了超高强钢材料的成形难题。结论在超高强钢材料及尺寸较长产品的成形制造中,辊压成形技术相比其他成形工艺更加具有优势。     

电流辅助高强钢板热成形工艺数值模拟研究

目的探究电流辅助高强钢板热成形工艺中坯料自阻加热的加热机理,揭示电一热一力三场耦合条件下金属板材的塑形变形规律,为工艺方案及工艺参数的制定提供理论依据。方法利用FEM软件对电流辅助高强钢板的热成形过程进行了数值模拟研究。结果获得了通电加热时坯料的温度场,并通过热一力耦合分析,得到了板材热成形时的应力及应变的分布规律。结论采用该加热方式可极大地提高加热速率,经过几十秒的加热即在变形坯料上获得了较均匀的温度场,满足板材热成形要求。应力、应变分析表明,加热时产生的压应力缓解了坯料变形时的应力集中,有助于板料塑性成形。     

顶盖内板拉深工艺分析及模具设计

根据顶盖内板的结构特点,分析了零件的冲压工艺性,确定了成形步骤.为获得成形质量良好的零件,以有限元模拟软件Autoform为平台,对零件的拉深成形过程进行了模拟.以模拟结果为依据,指导并详细介绍了各个工序模具的设计要求和整体结构.生产试验表明:有限元模拟结果准确度高,模具设计合理,结构可靠,能保证零件的成形质量,满足批...     

SUS304不锈钢封装板微冲压工艺研究

为实现不锈钢封装板件的高效率低成本批量化制造,开展了不锈钢薄板微冲压工艺研究.设计了集自动送料、辅助定位、落料、微冲孔以及微拉深于一体的高效、复杂、高精度封装板级进模具装置,分析成形条件对成形质量的影响规律,确定最佳工艺参数.同时,进行了不锈钢封装板抗冲击性能测试.结果表明:采用该复杂一体化级进式微冲压成形模具装置,制造出质量良好的不锈钢封装板件,成形效率可达1 120件/h;在超过47 800 g的超负荷条件下,封装板表面平整,未出现明显变形,能够满足机械性能要求.采用这种高效率微冲压成形技术,能够解决微型构件的尺寸精度,提高微型构件的力学性能,有效降低生产成本,实现了封装板件的高效率低成本批量化制造.     

汽车立柱加强板成形分析

目的轻量化是汽车零部件设计的发展方向,汽车立柱因需要在碰撞中承受外力而变形,并为其他零件提供足够强度和刚度的安装点,一般都使用高强钢材料制造,以达到轻量化的要求。方法对采用DP590高强钢制造的典型结构汽车B柱加强板进行了工艺分析,以提出高强钢立柱加强板零件的设计及成形工艺优化方案。通过AutoForm软件的板料仿真技术,对采用590DP高强钢的典型汽车B柱加强板的冲压工艺进行了数值模拟分析。结果成功预测了板料成形过程中可能存在的起皱、开裂等问题。结论分析结果为汽车立柱加强板冲压工艺提出了改进方案,实现了模具的设计及优化。