基于正交试验的S梁冲压成形分析

板材在冲压成形过程中,复杂结构零件会产生很多缺陷,如起皱,拉裂及卸载后工件的回弹,严重影响了冲压件的成形精度。采用数值模拟与正交试验相结合的优化分析方法,研究了S梁覆盖件冲压成形工艺的优化。依据正交试验方案,以凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力为研究因子,最大减薄率、最大增厚率为评价指标,采用有限元软件Dynaform进行冲压成形模拟。最终得到了最优的凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力等工艺参数组合。     

基于正交试验和灰色系统理论的高强钢厚板折弯优化成形模拟及实验

影响高强钢厚板弯曲成形的工艺参数较多,难以精确建立工艺参数与成形质量之间的关系。文章以凸模圆角半径、摩擦系数、冲压速度为自变量进行三因素三水平正交试验,模拟Q550钢15mm厚板弯曲成形过程,获得回弹角和最大成形力的数据。利用灰色系统理论,分别计算成形工艺参数对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,将多目标转换为以关联度为目标的单目标;进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,将优化的凸模圆角半径、摩擦系数、冲压速度等参数进行有限元模拟验证,经理论指导设计、试模,其成形的厚板质量得到明显提高。     

凸模圆角半径对钢板冲压成形的影响

圆角半径的确定一直是冲压件工艺设计的关键技术,本文采用实验与理论模型相结合的手段,研究了凸模圆角半径对钢板冲压成形的影响。结果表明：冲压成形中的开裂位置和凸模圆角大小有关;圆角处的减薄率基本上与相对圆角半径R／t成反比;极限成形高度随凸模圆角半径的增大而增大。     

无凸缘球底筒形件成形工艺优化设计

在对无凸缘球底筒形件成形分析的基础上,建立球底区域的应力模型,并获得平衡微分方程。对球底区进行应力分析,确定压边力、凹模圆角半径、摩擦系数等影响球底圆筒形零件成形极限的重要因素。根据成形方案,首先进行数值模拟成形,并对模拟结果进行综合分析,确定压边力、凹模圆角半径、摩擦系数等参数对球底圆筒形零件变薄率和凸耳值的影响;然后通过实验验证,实现无凸缘球底筒形件成形时无切边工序的工艺优化。研究结果表明,凹模圆角半径越小,对控制球底部位内皱的效果越好,降低摩擦系数能够有效降低成形中的凸耳尺寸。     

抛物面形件拉深成形有限元分析与正交优化

分析了影响抛物面形件成形性能的主要因素:压边力、板厚、冲压速度、摩擦系数以及凹模圆角半径。借助Dynaform软件对抛物面形件拉深成形进行了单因素分析,得到了合理的压边力、板厚、摩擦系数和凹模圆角半径取值范围。采用正交实验方法进行了多因素的正交优化分析,得到了最优的参数组合。     

前防撞梁拉延成形过程分析及工艺参数优化

采用Dynaform软件对某汽车前防撞梁成形过程进行了模拟,分析了不同形式的工艺补充面对零件成形的影响,以减薄率为评价标准,最终选取凸模圆角半径25 mm、凹模圆角半径15 mm的两端补充形式和符合零件形状的非平面压料面.采用正交试验法研究了压边力、冲压速度、摩擦因数和模具间隙4个工艺参数对成形结果的影响,获得了工艺参...     

基于Deform-3D的铝合金封头冲锻成形模具应力分析

应用Deform-3D软件对小型铝合金封头整体冲锻成形过程中的模具进行应力分析,讨论容差值大小对施加模具受力分析的影响,并分别讨论凸模下压速度、摩擦系数、凹模圆角半径对凹、凸模具应力的影响规律,并通过模具应力分析确定对模具有利和能减少封头缺陷的最佳工艺参数。结果表明:容差值的大小严重影响模具受力分析,当容差值≥2时,模具沿各方向的受力与坯料对应方向受力基本吻合;凹模圆角半径对模具受力影响最大,摩擦系数次之,凸模下压速度影响最小。同时,确定凹模圆角半径11 mm、凸模下压速度120 mm·s~(-1)、摩擦系数0. 02为最佳铝合金封头冲锻工艺参数。     

异型面盆成形参数优化的数值模拟

影响异型面盆的成形质量因素较多,应用正交实验的方法,采用eta/DYNAFORM软件进行数值模拟,探索异型面盆在成形过程中压边力、模型深度、模具凹模圆角半径和工艺补充面深度,对异型面盆成形特性的影响规律,寻找异型面盆冲压成形的模具理想参数和最优冲压工艺参数。将数值模拟优化的模具参数、工艺参数与试验结果比较结果表明,模具凹模圆角半径及模型深度对成形质量影响显著,为异型面盆的实际生产,提供了理论依据。     

基于正交试验和灰色系统理论的拼焊板前纵梁成形优化

影响拼焊板冲压成形的工艺参数较多,难以精确建立工艺参数与成形质量之间的关系。以压边力、拉延筋高度、凸筋圆角半径、凹筋圆角半径为自变量,进行四因素四水平正交试验,模拟拼焊板前纵梁拉延成形过程,获得最大减薄率和最大焊缝移动量的数据。利用灰色系统理论,分别计算成形工艺参数对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,将多目标转换为以关联度为目标的单目标。进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,将优化的压边力、拉延筋截面几何参数进行有限元模拟验证,指导设计、试模,成形的质量得到明显提高。     

基于Dynaform的6016-T4P铝合金汽车机舱盖模面优化

以Dynaform 5. 9软件为平台,对某车型6016-T4P铝合金机舱盖外覆盖件进行全工序冲压成形数值模拟及模面结构参数优化。通过设计5因素4水平的正交试验,研究了凹模圆角半径、凸模圆角半径、拔模斜度、修边延长量、模面高度对机舱盖外覆盖件冲压成形的影响。在正交试验最优结构参数组合的基础上,结合模面补偿技术,研究了回弹量随补偿因子的变化趋势。模拟结果表明:拔模斜度对最大减薄率影响较大,凹模圆角半径对最大主应变影响较大,修边延长量对回弹量影响较大。当补偿因子取1. 0时,回弹补偿效果最好。经成形试验,得到了合格的产品,验证了模拟的正确性。     

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。     

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。     

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。     

方形盒制件圆角处拉深破裂的数值模拟

金属薄板成形的数值模拟技术在冲压件生产和模具设计中起着重要的作用。文章借助Dynaform软件对某方形盒制件拉深破裂现象进行数值模拟,分析其产生原因和影响因素,并利用正交实验找出防止该制件圆角破裂的拉深条件组合。结果表明,在冲压速度、凸模圆角半径、摩擦系数和板料厚度4个因素中,凸模圆角半径对盒形件拉深破裂的影响最大。为降低因圆角处板料剧烈减薄而产生破裂的几率,盒形件拉深时应采用较大的凸模圆角半径。     

基于Fastamp和正交试验的汽车门框冲压工艺参数优化

针对某汽车门框冲压工艺复杂、容易出现破裂和起皱的特点,选择对成形质量影响最大的拉延工序进行分析,并基于国产Fastamp软件建立了汽车门框拉延仿真模型。然后,选取压边力、摩擦系数、冲压速度及模具间隙作为正交试验的主要影响因素,建立了4因素4水平的正交试验表。采用综合评分法和极差分析法,获得了最优的工艺参数组合:摩擦系数为0.105,压边力为2400 k N,冲压速度为3000 mm·s^-1,模具间隙为1.5 mm。最后,使用Fastamp对其最大减薄率和最大增厚率进行仿真模拟,在此基础上进行了实际生产验证,最终制件的最大减薄率为20.6%,最大增厚率为7.4%,其成形效果良好、符合质量标准。该方法为提高汽车门框冲压成形质量提供了一种参考。     

基于零件冲裁毛刺高度的冲压模具磨损预测

冲压模具的磨损会引起冲裁间隙的增大,导致零件冲裁毛刺高度的增加。利用DEFORM-2D软件对0.8 mm料厚的CK75弹簧钢板料的冲裁过程进行有限元仿真,分析了冲裁模具的磨损过程,深入研究了冲裁工艺参数对冲裁毛刺高度与模具磨损的影响变化趋势。研究结果表明:在研究的冲裁工艺参数范围内,零件冲裁毛刺的高度随着冲裁间隙与冲裁速度的不断增加而增大,而随着模具刃口圆角半径的增大则表现出先增加后减小的变化规律;冲裁凸模的磨损深度伴随着冲裁间隙的增大而逐渐减小,随着冲裁速度的增加而增大,而随着模具刃口圆角半径的增加表现出先增大后减小的变化规律。此外,借助冲压模具进行冲裁试验,冲裁毛刺高度的仿真值与试验值之间的最大相对误差为17.7%,从而为衡量模具磨损状况提供了一种比较直接的方法。     

车辆A柱加强板热冲压工艺的NSGA-Ⅱ多目标优化

为了提高车辆A柱加强板的热冲压质量,提出了响应面法与NSGA-Ⅱ算法相结合的工艺多目标优化方法。以最小化冲压件的最大减薄率和最大增厚率为优化目标,选择板料初始温度、摩擦系数、上下模压料力等作为优化参数,使用Box-Behnken方法设计了4因素3水平实验,依据Autoform有限元软件得到了实验仿真结果。基于二阶响应面法,拟合质量参数-工艺参数之间的非线性关系,经决定系数法检验,响应面法的拟合精度较高。通过基因编码将优化问题转化为寻优问题,使用NSGA-Ⅱ算法搜索到多目标优化的Pareto前沿解。选择Pareto解集中的一个优化方案:初始温度为947.25℃、摩擦系数为0.429、上模压料力为3.06 MPa、下模压料力为1.05 MPa。经仿真和实验验证,优化后冲压件的最大减薄率均值减小了6.79%,最大增厚率均值减小了8.47%,说明优化后冲压件质量明显提高。另外,优化后冲压件的标准差略有下降,说明优化后冲压件质量的一致性略有提高。     

基于DEFORM的预减振轴套板预切冲裁

以汽车离合器中的预减振轴套板为研究对象,建立预减振轴套板预切冲裁的有限元模型,运用DEFORM-2D仿真软件对板料的预切冲裁过程进行数值模拟,并且设计冲压级进模进行试验验证,分析了板料冲裁工艺参数与零件冲裁断面质量之间的影响变化趋势。根据研究结果得知:预减振轴套板零件冲裁断面的光亮带长度随着落料冲裁间隙、预切深度以及凸模刃口圆角半径的不断增大而逐渐减小,而随着冲裁速度的不断增大则呈现出逐渐增加的变化趋势。此外,数值模拟值与试验值之间的最大相对误差为14.9%,从而验证了有限元仿真的正确性。     

基于凸模凹模圆角半径的改变解决支撑件回弹

以HSLA420高强钢U形结构支撑件为研究对象,在使凸、凹模的间隙、摩擦因数、压边力等因素对其回弹影响最小的基础上,用Dynaform软件对成形及回弹过程进行模拟,研究凸、凹模圆角半径变化时支撑件回弹值的变化。采用单一变量法,分别以不同大小的凸、凹模圆角半径为自变量,相应支撑件两臂之间的回弹值为因变量,作出凸、凹模圆角半径-回弹值的曲线,分析凸、凹模半径变化时回弹值的变化规律,并选择合适的凸、凹模圆角半径使支撑件的回弹值接近零,能够不用整形或仅需一次整形将支撑件的圆角部分调整到符合工艺要求的尺寸,避免多次整形造成圆角处材料过度变薄,造成冲压件出现裂纹等缺陷。