数值模拟波动压边力对拉深件成形质量的影响

钣金成形拉深工艺中,压边力的数值大小和方向是一个重要的工艺参数,在拉深过程中,对压边力大小和方向的控制,往往决定了拉深件的成形质量。然而,现有对变压边力的研究较多集中于线性且稳定的加载。从压边力波动变化的角度分析波动压边力对拉深件成形质量的影响,并考虑不同波形对这一影响有何变化,提出了一种更为有效的提高拉深件成形质量的方法。     

基于板料冲压的压边力拉深成形数值模拟分析

压边力是板料拉延成形过程的重要工艺参数之一,合理控制压边力的大小,可避免成形件起皱或破裂等缺陷.建立了三角冲压件的有限元模型,利用DYNAFORM软件,采用数值模拟的方法研究了三角形冲压件拉深时,压边力随时间及位置变化对成形性能的影响.分析结果表明,通过控制拉深过程压边力值的大小和分布,能有效地控制金属的流动,提高板材的成形性能.     

深盒形件液压拉深成形工艺研究

用DYNAFORM有限元仿真软件对深盒形件液压拉深成形过程进行了模拟,分析了压边力和液体压力对盒形件成形质量的影响。研究结果表明,合适的压边力和液体压力能控制盒形件拉深缺陷的发生,采用液压拉深盒形件可获得更好的壁厚分布。     

圆筒形件充液拉深皱曲和破裂极限的研究

从充液拉深时零件变形的应力应变状态出发,根据普通拉深成形起皱和破裂的控制和预测,导出了圆筒形件充液拉深防皱曲和防破裂压边力的极限判据,作为其皱曲与破裂极限的预报及控制.同时还给出了圆筒形件充液拉深成形安全区域图,由此可以确定圆筒形件充液拉深成形的极限拉深系数和最小拉深系数,适用于无凸缘圆筒形件拉深、带凸缘圆筒形件拉深和刚性凸模的胀形.另外分析了在4组压边力的条件下液压力对零件成形的影响,为工艺参数确定、模具设计和设备选择提供依据.     

基于压边力控制方盒形件拉深成形的数值模拟

板料拉深成形的起皱和破裂是拉深成形工件常出现的主要成形缺陷。通过压边圈对板料施加一定的压边力是控制板料塑性流动的有效方法。利用有限元数值模拟方法,在整体压边圈方式、不同的恒定压边力及变压边力加载模式下模拟方盒形件拉深成形材料流动情况。从模拟结果看出:在变压边力加载下,方盒形件拉深成形结果比恒定压边力下的理想。通过压边圈对板料施加变压边力是控制板料塑性流动的一种有效方法,可以抑制板料起皱和延缓破裂以及提高拉深件成形性能。     

基于Autoform的汽车覆盖件正交试验有限元分析

采用Autform软件对某汽车覆盖件成形过程中进行正交试验模拟分析,研究了拉深筋强度因数和压边力大小对零件最终成形结果参数材料最大减薄率、零件可成形性和材料最大主应力的影响,发现拉深筋强度因数和压边力对汽车覆盖件成形结果影响显著,其中影响较大的是拉深筋强度因数.     

一种变压边力拉深装置的研究

根据拉深成形过程中不同变形阶段对压边力的不同需求,提出了一种具有变压边力的压力机械装置的研究方案,通过液压和电气控制系统对装置进行精准控制,使压边力的变化符合板料拉深成形过程对压边力变化规律的要求,有效地减小制件起皱和拉裂风险,提高制件的拉深成形质量。     

锥形拉深件的可成形性分析及工艺研究

通过研究锥形拉深件的变形特征,确定了锥形件在拉深过程中的起皱部位,并通过模拟结构和试模结果验证了这一结论的科学性;利用Dynaform软件对锥形拉深件的无压边、平面压边和锥形压边的拉深过程进行数值模拟,分析了三种情况下的拉深状态,从而确定了合理的拉深成形方案;通过对模具结构的改进,解决了侧壁起皱问题,可生产出合格产品。此方法为锥形拉深件的成形工艺提供了实际参考价值。     

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。     

矩盒形件压边拉深工艺

利用DYNAFORM软件,对传统压边方式下矩盒形件拉深成形的皱曲、破裂临界值进行研究;提出"液体静压支撑柔性分区压边"概念,并利用CFX+ANSYS进行流固耦合分析;借助DYNAFORM软件获取成形件最小厚度数据,进行均匀实验设计,确定几何特征+变形特点分区下长直边区压边力F1、圆角区压边力F2、短直边区压边力F3之间的最优组合;在分区压边拉深试验系统上进行拉深实验,采用CL超声波测厚仪测量成形件厚度值,并与模拟结果进行对比,综合评估成形结果。     

拼焊板方盒件拉深成形的实验研究

本文对拼焊板方盒件的拉深成形进行了试验研究。试验中采用了整体压边圈和分瓣压边圈。凹模表面和型腔加工了台阶以补偿坯料的厚度差值。对压边力的控制采用了弹性橡胶控制法和刚性直接控制法。对压边力的分布采用了均匀压边力和局部改变压边力。通过调整模具结构和压边方法及压边力分布 ,对坯料不均匀变形规律及焊缝的移动规律、坯料的起皱规律及控制坯料不均匀变形的方法进行了探讨研究。     

矩形盒拉延件的压边力计算研究

压边力是板料拉延成形过程的重要工艺参数之一,合理控制压边力的大小,可避免起皱或破裂缺陷,采用多点压边的压边力控制拉延过程,可提高成形极限及提高拉延件质量,文章对矩形盒形拉延件分段压边的压边力随凸模行程(时间)变化曲线的计算提出了见解,为实现拉延过程中变压边力控制提供了一定的依据。     

可控变压边力的盒形件拉深模具设计

压边结构及压边力对板料拉深成形质量有着重要影响。由于盒形件成形时具有应力分布不均匀、变形分布不均匀以及变形速度不均匀的特点，拉深模具压边结构采用了分区方式，将压边圈分为直边部分和圆角部分，各部分可以协调运动。拉深过程中压边力通过控制系统可以随拉深起皱规律而合理变化，有效地改善法兰区变形的不均匀性，提高盒形件的成形质量。     

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。     

Determination of optimal loading profiles in warm hydroforming of lightweight materials

In this study, a methodology is developed to determine proper profiles of the hydraulic pressure and the blank holder force under warm hydroforming conditions at different punch speeds. First, finite element models (2-D and 3-D) are developed and validated through comparisons with the experimental results from the literature. To determine the optimal hydraulic pressure and blank holder force profiles simultaneously, an adaptive FE analysis with fuzzy control algorithm was developed. Thinning, wrinkling, punch wall contact, die corner floating and conduction were used as criteria in the fuzzy control algorithm. The effects of the determined loading profiles are then presented in terms of thickness, strain and stress, and temperature distributions as well as success/failure of the forming process. The effect of punch speed was also investigated to reveal its impact on part formability. It was found that the optimal process conditions can be rapidly and accurately obtained with the developed adaptive FEA method coupled with fuzzy control algorithm.     

汽车大型铝合金覆盖件的充液成形技术

铝合金覆盖件的应用是汽车轻量化的关键,但其制造难度较大。通过研究铝合金发动机罩外板的充液成形工艺过程,了解先进柔性技术在汽车领域应用的可行性。分析了工艺参数中液室压力与凸模行程匹配及压边力对板料减薄率的影响,从成形极限上判断零件无起皱、破裂现象的范围。获得最优的整形液室压力为12～20 MPa,压边力过小,板料不能充分塑性变形,压边力过大,板料易失稳破裂,最优的恒定压边力范围为1600～2000 k N。研究表明,采用板材充液成形柔性制造工艺,可降低噪音,无冲击线,且由于液室压力的作用,滑移线减小,可提高大型铝合金弱刚度板材的质量。     

板料成形有限元模拟的压边力控制方法研究

采用新的研究方法模拟水槽拉伸的实际压边过程。压边力采用不同的压边间隙和施加不同的分离力来实现。通过一个系统的研究方案来确定一个优化的压边力和压边间隙。研究发现 ,板料的法兰区域随着压边间隙的增加起皱变形严重 ,由于起皱引起的板料刚度上升导致压边力迅速上升。采用分离力时的模拟厚度比压边间隙小是由于法兰区域的变压边力。通过厚度和法兰边缘实验和模拟结果的比较 ,发现采用压边间隙可以更好地模拟板料成形的压边过程     

汽车侧围外板A柱拐角起皱的分析及解决方案

汽车侧围外板零件是车身重要的冲压件之一,成形过程较复杂,拉深过程中易产生起皱、开裂等缺陷。针对汽车侧围外板A柱拐角部位的起皱、开裂问题,通过分析零件现场冲压工艺、A柱拐角部位变形特征和材料发生起皱的原因,建立有限元仿真模型,使用AUTOFORM模拟软件对原冲压工艺方案进行全程仿真,分析结果表明,在第3工序侧整形时拐角处的流水槽面发生严重起皱缺陷。系统研究了二次拉深工序中增加吸料筋和调整压边力对起皱、开裂的影响规律,并提出在侧围外板A柱拐角处增加吸料筋和调整压边力的整改方案。经现场生产验证了分析结果的准确性和修模方案的有效性。     

一种柔性变压边力的智能冲压过程研究

板料成形时易产生破裂、起皱以及尺寸和形状精度不良的倾向。在伺服压机的基础上,研究一种柔性可变压边力的独立加载闭环控制系统。选择圆筒形工件为模拟对象,利用有限元软件分析圆筒形工件在不同定值下及变压边力下冲压仿真结果。比较得到成形圆筒形工件的最优压边力曲线以及冲压载荷随时间变化的曲线,加载到装置的控制系统,使压边单元与板材始终处于贴合状态。该闭环系统通过压机变载、变行程等不同的运动模式协同柔性压边装置对冲压成形过程进行控制,柔性控制压边力和冲模载荷,来适合零件不同变形阶段的特点。实验证明:该系统可以最大限度提高金属板材成形性能,不仅防止了板材变薄在尾部产生褶皱以及工件拉裂的情况,而且可以提高板材拉深极限。