板料成形中的新型可控压边力技术研究

板料成形中,压边力是控制板料流动的重要因素。前人大量的研究表明,在拉伸成形的不同行程施加合适的变压边力(VBHF),可有效避免板料成形中起皱和破裂的缺陷。文章基于压边力成形窗口的定义和分析,提出新的控制目标,并采用PID闭环控制策略来优化不同冲压行程中分块压边圈上的压边力。针对一个具有不同角部半径的盒型件进行了闭环的变压边力优化模拟,得到其不同位置的分块压边圈随行程变化的最优压边力曲线,并在变压边力压机上进行实验验证,结果表明,使用铝合金板料并在恒定压边力下难以成形的盒形件,在最优变压边力下成功成形。     

基于变压边力的方盒形工件拉深工艺研究

利用有限元软件模拟了方盒形件分别在定值、直线递增、直线递减、V型等典型的压边力加载模式下的成形过程。比较后得到了较优的压边力加载模式。并结合成形实验不断地进行优化调整,得出一种相对更适合成形方盒形件的压边力曲线。从方盒形件拉深的模拟分析结果中可得:采用变压边力曲线的加载模式要比定压边力模式成形效果好,尤其是V型加载压边力模式更能有效地控制板材流动。在V型压边力曲线基础上,结合成形实验得到了最优变压边力加载曲线,其成形效果最好,可以有效地避免起皱和破裂。合理的变压边力可以改善板材冲压成形的性能。     

拼焊板方盒件拉深成形过程变压边力曲线预测

基于有限元数值模拟软件LS-DYNAFORM,对拼焊板方盒形件拉深成形进行模拟研究。通过改变拉深成形过程中压边力这一最重要且易于控制的工艺参数,寻求拼焊板方盒形件拉深成形时较优的变压边力曲线加载形式。为预测不同工艺参数下拼焊板方盒形件拉深成形时的较优压边力加载曲线,建立了变压边力的BP神经网络预测模型,并将该模型预测的结果与数值模拟得到的结果进行对比分析。研究结果表明,拼焊板薄板采用变压边力、厚板采用恒定压边力、且薄板压边力不小于厚板压边力的加载形式,拼焊板成形件整体质量较好,焊缝移动量较小;神经网络预测模型能较好的预测拼焊板方盒形件拉深成形时的变压边力,与数值模拟结果的最大相对误差在12.3%以内。     

方盒形件拉深成形变压边力加载规律优化

选择方盒形非轴对称件为模拟研究对象,分析了方盒形件拉深成形的工艺特点和常见的失效形式及判定标准,通过专业CAE分析软件DYNAFORM,研究分析了方盒形件在不同典型压边力加载模式下的拉深成形性能和极限拉深比(LDR),确定了V型或者类似于V型的变压边力加载状态下坯料的成形效果和LDR最优。建立了方盒形件成形过程中变压边力加载规律的径向基(RBF)神经网络智能预测模型,并完成预测模型的训练和性能检验,对比发现预测结果与模拟结果吻合较好,而且RBF神经网络预测变压边力加载时板料拉深成形质量更好,也更趋近实际生产状态。最后对神经网络预测结果进行多项式拟合优化,获得了成形效果较为理想的变压边力加载曲线。     

分块式压边圈盒形件成形数值模拟研究

建立了分块式压边圈盒形件冲压数值模型,通过在压边圈的短直边Ⅰ、圆角部分Ⅱ、长直边Ⅲ的3个区域施加不同的载荷,研究了定压边力和变压边力对板料冲压成形的影响规律,并以冲压制件的起皱、破裂和厚度分布作为评判标准。研究发现,在定压边力时,圆角区压边力的变化对盒形件拉深成形影响较小,短直边和长直边压边圈压边力变化对拉深成形影响较大,其中长直边影响最大;相对于恒压边力,采用变压边力能够很好地提高板料的成形性能,其中∧型压边力加载方式效果最好。     

不同压边力加载模式对盒形件拉深成形的影响

研究了不同压边力加载模式对盒形件拉深成形的影响。以汽车承载底板为研究对象,将其三维模型导入Dynaform软件进行冲压成形模拟,设置了前处理相应的一些工艺参数并得到初步模拟结果。通过设定典型分析数据,分析了整体压边圈及分区压边圈在不同加载模式下的相关结果。研究结果表明:传统的整体压边圈恒定压边力加载模式,结构简单易于实现生产;采取了分区压边圈后,其板料在拉深过程中厚度变化更均匀;整体压边圈变压边力如果采用合适的值对提升零件拉深质量有较显著的改善作用。     

基于变压边力的拼焊板方盒件成形失效分析

采用自制液压机和分瓣压边圈模具,通过模拟仿真和实冲试验,研究不同压边力对拉深过程中破裂危险点应变路径的影响规律;通过调整压边力的大小、分布,实现对拼焊板方盒件薄板破裂危险点处应变路径的控制,从而提高拼焊板方盒件冲压成形性能.研究表明,厚/薄侧压边力的大小和分布对破裂危险点的应变路径和成形裕度有很大的影响,合理的压边力分布可调节失效破裂的位置,提高成形极限深度;变压边力条件下的应变路径由拉压应变状态过渡到双向拉伸应变状态,能够显著提高该点的安全裕度;通过多点控制的变压边力有利于调节板料在凹模中的流动,从而更好地控制危险点应变路径.改变危险点的应变路径,调节失效破裂的位置,可有效地提高拼焊板方盒件的冲压成形性能.     

压边力成形窗口建立方法的研究

在分析板料成形中起皱和破裂判据的基础上,针对变压边力成形提出了建立压边力成形窗口的方法。为了获得区域较大的成形窗口,该方法设计了两种极端的压边力加载模式,即Z形和反Z形加载模式,并通过数值模拟获得了某筒形件成形窗口的上下边界。研究结果表明,不同的极端压边力加载模式可得到不同的成形窗口,出于安全和可靠性考虑,可在多个成形窗口的交集部分选择压边力加载曲线。     

压边力成形窗口建立方法的研究

在分析板料成形中起皱和破裂判据的基础上,针对变压边力成形提出了建立压边力成形窗口的方法.为了获得区域较大的成形窗口,该方法设计了两种极端的压边力加载模式,即Z形和反Z形加载模式,并通过数值模拟获得了某筒形件成形窗口的上下边界.研究结果表明,不同的极端压边力加载模式可得到不同的成形窗口,出于安全和可靠性考虑,可在多个成形窗口的交集部分选择压边力加载曲线.     

方盒形件分块变压边力成形过程中的法兰应力分析--方盒形件分块变压边力成形研究之一

压边力对盒形件的成形质量有重要影响。采用分块压边圈施加变压边力，能够有效地提高法兰变形的均匀性，从而提高零件的成形质量。本文提出一种盒形件成形时的法兰分区模式，考虑剪应力的整体影响，引入应变松弛因子m，考虑厚向异性和应变强化，用解析方法分析了方盒形件变压边力拉深成形过程中法兰变形区的应力变化及分布规律。     

变压边力下高强度钢板的回弹研究

回弹是影响板料成形精度的缺陷之一,特别是对高强度钢板控制回弹是板料成形中研究的重要课题。通过对高强度钢板的回弹仿真,证明合适的变压边力能够减小成形后的回弹,并通过实验验证了这一结论的正确性。     

高强钢精密冲压件回弹量预测及控制研究

运用Dynaform软件建立高强钢板DP590的U形件有限元模型,进行了恒定压变力、恒定冲压速度条件下的回弹预测,并通过相同条件下的实验验证了回弹预测的准确性。为实现高强钢精密冲压件回弹的智能控制,进行了变冲压速度和变压边力条件下的U形件的拉深试验。其试验结果表明,采用变压力技术比变冲压速度技术更能有效地控制高强钢精密冲压件的回弹。     

分区变压边力矩形件成形系统研究

介绍了分区变压边力矩形件成形系统的组成以及各部分的原理结构,分析了各部分的工作过程.该系统主要由液压机、压边圈分区的矩形件拉深模具、压边装置的液压部分以及控制部分组成.在构建的分区变压边力矩形件成形系统上,以变压边力为控制参数,采用模糊控制技术,实现了矩形件的成形.     

变压边力对铝合金板料拉深成形性能的影响

利用数值模拟软件对5A02铝合金板料进行了随时间变化和随压边圈位置变化的变压边力拉深研究,分析了变压边力对拉深成形性能的影响。研究表明,采用先增后减的压边力可以显著提高铝合金板料的成形性能,但压边力达到最大值的时间有一个合理范围。施加分块压边力时,应根据压边圈相对位置材料流入凹模速度和变形程度来确定各部分压边圈的压边力大小。     

变压边力对矩形件成形性能的影响

起皱和断裂是板料成形过程的主要失效模式 ,合理控制成形过程中压边力 ,可以消除这些缺陷 ,提高成形性能。本文通过对随位置变化的变压边力作用下的矩形盒拉深过程进行数值模拟 ,研究各部位压边力变化对整体成形性能影响、及其影响范围 ,为分块压边圈的压边力的调整提供一定的依据。     

镁合金方形件分块压边液压拉深壁厚分析

基于分块压边液压成形装置,运用Dynaform有限元软件对AZ31B镁合金方形件的液压成形过程进行了数值模拟。比较分析了镁合金板在整体式压边和分块式压边条件下的液压成形效果,重点研究了分块压边方式对镁合金方形件的壁厚影响规律,并探索了相对合理的压边力参数。研究结果表明:与整体式压边相比,采用分块式压边能有效改善AZ31B镁合金方形件的壁厚均匀性,提高其成形质量。     

梯形拉深筋等效约束阻力模型研究

对拉深成形过程中板料经过梯形拉深筋时的变形情况进行了分析,运用能量法建立了一种简单实用的梯形拉深筋等效约束阻力计算模型,利用Dynaform软件对梯形拉深筋的等效约束阻力进行了模拟,将计算结果与模拟结果进行了比较。分析结果表明:在拉深成形过程中,如拉深筋设置在圆弧部位,板料经过拉深筋后最终等效约束阻力是随拉深过程的进行而变化的;板料通过设在直线段的筋产生的等效约束阻力,在一定的压边力下,其值为恒定的值;理论计算与模拟值基本吻合,在数值模拟时,该模型可以作为等效拉深筋使用。     

Numerical simulation and analysis on the deep drawing of LPG bottles

Deep drawing is one of the most used sheet metal forming processes in the production of automotive components, LPG bottles and household goods, among others. The formability of a blank depends on the process parameters such as blank holder force, lubrication, punch and die radii, die-punch clearance, in addition to material properties and thickness of the sheet metal. This paper presents a numerical study made on the deep drawing of LPG bottles. In particular, the application of both variable blank holder forces and contact friction conditions at specific location during deep drawing are considered. The numerical simulations were carried out with DD3IMP FE code. A variable blank holder force strategy was applied and the numerical results were compared with results from other blank holder force schemes. It is evident that the proposed variable blank holder force scheme reduces the blank thinning when compared to other schemes; the friction coefficient also has a significant influence on the stress–strain distribution.     

矩盒形件分区压边拉深工艺

以矩盒形件为研究对象,对凸缘部分按几何特征予以分区,并在eta/DYNAFORM 5.6和MSC.Marc/Mentat软件中对其分区压边拉深成形过程进行有限元仿真,分析各区域压边力对零件成形性能的影响,给出了矩盒形件的确定分区压边力大小的原则;结合矩盒形件拉深时的变形特点和材料流动情况,在相关文献研究的基础上,对分区方式进行优化,提出了结合变形特点的分区方式;在YT32-315C四柱液压机和自主研制的分区拉深装置上,对矩盒形件进行分区压边拉深的实验,实验结果和有限元仿真结果基本相符。矩盒形件的分区方式应按几何特征与变形特点划分。