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.     

汽车侧围前连接板冲压成形质量优化研究

针对汽车侧围前连接板的成形质量缺陷问题,本文通过有限元软件分析工艺参数对成形质量的影响,并完成拉延模面的回弹补偿。首先,以最大减薄率和最大回弹量为评价目标,采用正交实验对压边力、模具间隙、冲压速度和摩擦系数4个工艺参数进行分析,获得影响成形质量最大的因素为压边力,冲压速度次之,确定最优工艺参数为:压边力300 kN、模具间隙1.20 mm、冲压速度90 mm/s、摩擦系数0.11;其次,采用节点位移法对拉延模面进行2次回弹补偿,将零件的回弹量控制在允许范围内;最后,将最优工艺参数和回弹补偿面应用于现场实验,测得试模件的最大减薄率为14.64%,最大正负回弹量为1.254 4 mm/-1.327 0 mm,试模件的最大减薄率和最大回弹量均在允许范围内,实验结果与仿真分析结果相近,验证了本实验方案的可行性。研究表明:通过优化工艺参数能够有效控制减薄、起皱和拉延不足等缺陷,并能够在一定程度上减少回弹量;通过对拉延模进行回弹补偿可以有效地控制回弹量。     

纵梁前段全工序回弹预测与控制

目的结合高强度钢板纵梁前段工艺难点及特征,提出对该零件回弹进行预测和控制的方法。方法采用经验设计和CAE分析技术相结合的方法,对零件全工序成形及回弹过程进行了仿真模拟分析,同时对零件产生回弹的原因进行了深入分析,提出了回弹问题的解决方案。结果通过采取有效措施对回弹进行控制,成功解决了零件质量问题,回弹控制在了1 mm之内,平均合格率达到了91.8%,满足了装车要求。结论全工序CAE分析可有效预测高强度钢板梁类零件的成形质量缺陷和回弹状态,并指导工艺设计和模具型面补偿,合理的梁类扭曲回弹解决方案为类似零件模具的开发提供了参考。     

基于 CATIA 高强钢板冲压回弹几何补偿系统的开发

针对汽车高强钢板梁形零件的回弹变形规律,提出了一种基于 UV 线的几何旋转变形回弹补偿算法,并基于 CATIA V5 平台开发了高强钢板冲压回弹几何补偿系统 CATIA-SGCS( CATIA Springback Geometry Compensation System) 。 该系统对成形件回弹的型面进行曲面重构,获得高质量的模具补偿型面,并与补偿前的型面参数化关联,保持原型面间的拓扑关系和曲面连续性;还针对回弹型面上的不同离散点回弹量不同的实际情况,在系统中定义了 3 种变形控制方法,使得模具补偿型面更加符合实际生产需求;通过具体的实例分析,验证了系统的可行性与有效性。     

汽车中央通道冲压回弹及其补偿研究

为了研究回弹量及回弹补偿对冲压件成形的影响,以某车型中央通道为研究对象,针对其型面复杂、模型边界高、成形曲度大的特点,采用有限元分析软件Dynaform5.7.1对其进行成形分析、回弹模拟分析和回弹补偿模拟分析.利用截面法对成形及回弹后的零件进行分析,获得边缘回弹量和角度回弹量;经两次反向修模补偿,得到优化的模具型面;利用优化后的模具型面进行模具设计,并对中央通道进行实际生产验证,结果表明,采用截面法和模具型面补偿法能够使最终生产出的零件的回弹量减小,且成形效果更好.     

离合器齿毂型轧成形研究

目的 针对具有复杂特征的离合器齿毂类零件加工成本高、精度低等问题,开展型轧成形工艺研究。方法 分析型轧成形工艺的相关运动规律、材料流动及回弹特点;采用筒形件作为坯料,设计并加工成工装模具,确定相关成形工艺参数。结果 成形芯轴锥度确定为0.025,成形所得高精度离合器齿毂零件尺寸公差为±0.15 mm。结论 利用型轧工艺可实现高精度离合器齿毂类零件的制造;成形件侧壁存在显著径向回弹现象,且回弹程度沿底部至口部逐渐增加;成形件回弹由减薄后的残余应力和产品周向回弹引起;成形件的回弹可通过优化芯轴锥度及调整材料减薄量进行补偿。所得成果可为此类零件型轧成形工艺及工装模具的开发提供一定依据。     

航空发动机燃烧室帽罩变压边热成形技术

目的 提出帽罩零件真空环境变压边热成形新技术,解决航空发动机燃烧室帽罩零件冷成形回弹大、精度低、内部应力大,以及热成形壁厚不均、氧化严重等问题。方法 利用有限元仿真和工艺试验相结合的方法,选用GH3625高温合金板材研究变压边热成形过程中压边力加载路径对帽罩成形质量的影响,分析热成形模具热膨胀与回弹变形对帽罩尺寸精度的影响,建立考虑热成形、变压边力加载及模具补偿的成形方案。结果 在900 ℃条件下,帽罩热成形力相比室温下降低约70%,内外径回弹量分别降低约67%和59%。基于几何特征优化的压边力加载路径有助于减小零件型面的回弹。结合回弹变形和热膨胀变形补偿,确定模具总补偿量为内径?0.49 mm,外径?0.62 mm。工艺试验结果表明,采用模拟所确立的成形方案成形的帽罩质量较好,尺寸精度达到IT9级,型面精度在0.2 mm以内,切边后回弹量为0.1 mm,与有限元仿真结果吻合较好。结论 建立的有限元模型和变形补偿方案可以有效地优化帽罩的工艺成形过程,所提出的变压边热成形技术能够显著降低高温合金变形抗力和回弹,可以解决高精度帽罩零件成形制造难题。     

DP800 双相高强钢折弯及回弹研究

目的针对高强度钢板成形过程中的回弹问题,研究工艺参数对回弹的影响规律,优选工艺参数组合,以获得回弹较小的V形件。方法采用dynaform软件对V形件进行成形及回弹的数值模拟,以摩擦因数、模具间隙、冲压速度、凹模圆角半径等工艺参数为自变量,以回弹前后水平距离差最大值为因变量,设计了四因素三水平的正交试验方案,研究多个工艺参数对回弹影响的规律。结果实验结果表明,V形件回弹值大小随着摩擦因数的增大呈现减小趋势;随着模具间隙、凹模圆角半径的增大,回弹值呈现增大的趋势;而冲压速度对V形件回弹的影响较小,且工艺参数影响V形件回弹大小的主次顺序为模具间隙、摩擦因数、凹模圆角半径、冲压速度。结论优选工艺参数组合为:摩擦因数为0.2、模具间隙为2.6 mm、冲压速度为1200 mm/s、凹模圆角半径为12 mm,此时回弹水平距离差最大值为0.566 mm,最大减薄率为1.40%;实际生产可以忽略冲压速度对回弹的影响,仿真结果对实际生产具有指导意义。     

5系铝合金车门内板冲压成形及回弹研究

目的 在整体式车门内板上应用质量较轻的5系铝合金材质以达到新能源汽车的轻量化要求。方法 在工艺设计阶段,采用AutoForm数值分析软件及CAE数值仿真分析技术预测零件的成形难点及回弹趋势;分析整体式车门内板的深度,并提出几种改善零件成形性的方案;根据回弹结果对模具型面进行回弹补偿;对模具加工、调试等重要环节进行深度管控。结果 成功解决了零件9个区域的成形问题。对已量产的铝合金整体式车门内板深度进行了对标分析,提出了将零件的深度由171 mm降低至156 mm的方案,经CAE分析验证,铝合金整体式车门内板的合理深度参考值为150 mm。对钢、铝材质的理论回弹值进行了对比分析,计算出铝合金的回弹值为低碳钢回弹值的2.6倍。结论 通过对该门内板整个开发环节进行管控,形成了一套铝合金车门内板成形、回弹控制的模具开发体系;用首样件验证了整套开发方案的正确性,成功保障了该铝合金整体式车门内板的开发。     

低合金超高强度钢HC950LA典型零件应用及回弹控制

目的以低合金超高强度钢HC950LA为对象,研究其在汽车座椅滑轨零件上的典型应用及回弹控制。方法通过V弯试验分析HC950LA在不同弯曲角度下的最小弯曲半径,根据试验结果优化滑轨零件折弯圆角设计,使HC950LA满足滑轨零件的成形性要求,并通过试制滑轨零件,在成形过程中研究回弹控制进行方法。结果 HC950LA沿着垂直于轧制方向的折弯性能较好,成形模具半径可以小至1 mm,满足滑轨零件成形需求。使用HC950LA试制座椅滑轨零件,通过优化产品折弯圆角设计、模具型面调整及改变零件弯曲时的应力分布状态对零件进行回弹控制,零件回弹控制效果明显。结论低合金超高强度钢HC950LA冲压座椅滑轨零件成形性良好,满足零件精度、性能要求。     

基于 AHP 与灰色系统理论的隔热件成形回弹控制优化

目的汽车隔热件的冲压成形过程比较复杂,成形工艺参数较多,实际生产难以准确地建立起工艺参数与质量目标之间的联系,研究工艺参数对成形质量及回弹的影响为实际生产提供指导必要而有意义。方法对模具间隙、凹模圆角半径、摩擦因数等影响回弹的因素进行正交试验,设计了试验方案,获得了成形零件的回弹数据;结合层次分析理论(APH)计算了成形工艺参数对多质量目标的权重,最后利用灰色系统理论,计算出了成形质量相对目标函数的关联度,再进行进一步计算获得各成形工艺参数的平均关联度,将优化后的工艺参数应用于有限元仿真与实验验证。结果通过层次分析理论和灰色系统理论对成形工艺参数进行优化,获得了优化工艺参数组合,隔热件成形质量明显提高,回弹量控制在较小范围内。结论当模具间隙为0.805 mm、凹模圆角半径为12 mm、摩擦因数为0.125时,回弹前后距离差Δd=0.918 mm、回弹前后夹角差Δα=0.340°,回弹得到有效控制。     

基于Autoform的汽车侧围回弹补偿分析

目的 针对汽车尤其乘用车侧围大量复杂表面经常出现的表面凹陷、大尺寸回弹等质量问题,对回弹过程进行分析研究并加以控制.方法 基于数值模拟的方法,采用Autoform软件对汽车侧围表面冲压回弹进行数值模拟预测,将数值计算结果与实际生产经验相结合,对侧围几何模型进行补偿和控制.结果 生产的后侧围零件尺寸合格率达到90％以上.结论 采用数值模拟对汽车侧围回弹补偿分析,能减少成形过程中的缺陷,提高尺寸精度,有效解决侧围回弹大的问题.     

QP980高强钢制造的汽车地板纵梁拉延件的回弹分析

目的研究采用超高强钢QP980牌号的典型汽车梁类件在使用拉延工艺时的回弹特点,分析零件结构对实际回弹的影响过程与特点。方法先通过理论与仿真分析预测回弹,然后使用补偿后的模面开模进行试制,并搜集实际回弹数据,进行分析与对比。结果仿真分析可以准确预测零件一侧法兰的回弹,但对于另一侧法兰的预测精度相对较差。结论零件弯曲内侧侧壁存在局部剧烈弧形回弹是两侧法兰回弹存在差异的主要原因,而拉延序触料时与凹模圆角接触的材料部位对应弧形最大的位置,合模过程中凹模圆角与材料接触会导致料片的弧形弯曲,这种弯曲尤其在x向存在压应力的侧壁位置回弹显著,从而导致对应位置的法兰回弹尺寸超标。     

Multi-regression modeling for springback effect on automotive body in white stamped parts

The use of high strength steel (HSS) materials in automotive body in white (BIW) stamped parts has increased the occurrence of springback after the forming process. Although HSS exhibits superior strength, weight reduction, and crash energy, it strongly influences springback impact on the sustainable development of BIW stamped parts. In this study, an empirical springback prediction model was synthesized based on the contemporary data sets of springback-prone components of automotive BIW stamped parts. Two different BIW stamped parts from an actual industrial stamping production line were selected as pilot parts for this study. A statistical multi-regression (MR) analysis was used to model the springback prediction effect by examining the sensitivity of springback input parameters on existing die geometry. The outputs represent the total springback values of the stamped parts. A total of 240 data from samples of selected stamped parts were tabulated to synthesize the springback prediction model. The results show that the MR models for the two parts were linear with the springback estimated errors between the measured and predicted values between 0.5° and 3°, which is acceptable from an industrial viewpoint. The proposed MR models are capable of predicting the springback effect with minimal error by incorporating all possible variations that are inherent in the shop floor process.     

不锈钢车顶弯梁拉弯成形研究

利用ABAQUS软件,对某轨道车辆的不锈钢车顶弯梁的拉弯成形过程进行了模拟研究,分析了L形型材拉弯后截面畸变及回弹的影响因素及控制方法。结果表明:模具立边深度对截面畸变的影响较大,拉伸量对其影响相对较小;包覆拉伸量对回弹时发生的截面扭曲的影响最大,补拉量对回弹时发生的侧面弯曲的影响最大;采用模具型面补偿法可以有效减小回弹,提高轮廓精度。实验证明,当预拉量和补拉量为1%、包覆拉伸量为7.5%和模具立边深度为H-0.5mm并且模具型面补偿量为最大回弹量的1.1倍时,可以制造出高质量的不锈钢型材拉弯件。