BR1500HS板料热冲压成形工艺参数影响分析与试验研究

利用有限元数值模拟软件Dynaform分析了热冲压成形工艺中冲压速度、压边力、模具初始温度、摩擦因子等因素对BR1500HS板料加强件回弹、起皱、破裂等成形质量的影响规律。选取冲压速度50 mm/s、压边力25 kN、摩擦因子0.4进行了生产试验。试制产品成形良好,各部位的回弹量均在2 mm内;强度在1380～1620 MPa,硬度在410～490 HV,满足零件要求。     

拉延筋、压边力对冲压件成形性能的影响研究

冲压成形中合理的拉延筋、压边力是减少起皱、拉裂、回弹、拉深不足等的有效措施。以某车型汽车A柱加强板为对象,应用冲压仿真软件Dynaform,研究拉延筋、压边力对冲压件成形质量的影响,详细分析了模面有拉延筋、无拉延筋和不同压边力条件下工件的Z向最大回弹量、最大材料流入量、最大减薄量、最大增厚量和成形极限。分析结果表明:使用拉延筋后,工件的回弹缺陷得到控制,工件的最大增厚率下降,减小了起皱缺陷;压边力对工件成形质量有较大影响,压边力太大工件会出现破裂缺陷,压边力为100 k N是A柱下加强板最优的工艺参数。冲压试验结果与模拟结果吻合较好。     

轿车翼子板内板的成形工艺数值模拟研究

将某型轿车翼子板内板的形状分析归纳为五大部分,提出了一套成形工艺流程,并在流程中对部分工序进行了复合.设计一组压边力方案:100kN、200kN、300kN,利用数值模拟软件对浅拉深工序进行仿真.发现对于该零件要消除斜筋部位破裂,一味减小压边力不可行,需要考虑调大入模圆角.在消除了破裂缺陷之后,要控制起皱则需要增大压边力,同时也可考虑将起皱区域锁定到零件的无效区域(即后续需要切除的区域).最后确定成形压边力300kN、入模圆角R5mm时,成形无缺陷.     

乘用车地板通道零件回弹及起皱特性分析

地板通道零件是乘用车车身骨架中形面复杂的代表性零件,零件冲压成形过程中极易产生回弹与起皱从而影响到零件质量。应用CAE分析软件-Autoform对地板通道零件的板料冲压成形过程中回弹与起皱特性进行分析,得到了最佳的冲压力、冲压速度、压边力及回弹补偿等参数,确定最优工艺参数为:冲压速度5000 mm·s-1,压边力1200 k N、模具拉延筋向外移动4 mm。采用最优工艺参数进行成形工艺试验,试验结果表明,成形零件回弹变形量可以控制在-0.626~0.937 mm之间,同时解决了零件起皱缺陷,获得了质量合格的地板通道零件。     

基于能量法的PEMFC不锈钢双极板成形起皱分析

针对不锈钢双极板冲压过程中容易起皱的问题,利用能量法原理分析了不锈钢双极板冲压成形过程中起皱缺陷的折皱个数和压边力大小之间的关系,并给出板材临界起皱的条件。通过Dynaform软件分析了双极板在不同压边力条件下的成形过程。数值模拟结果显示,当压边力小于临界压边力时,板材出现了严重的起皱;压边力大于临界值时,起皱缺陷得到明显改善。双极板的冲压实验结果和模拟结果相吻合,结果表明,压边力对双极板成形质量的影响较大,能量法分析能够为压边力的设置提供参考;能量法和数值模拟能够预测和分析双极板的冲压成形情况,为加工出高质量的双极板提供指导。     

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。     

基于小波神经网络和粒子群算法的铝合金板冲压回弹工艺参数优化

针对铝合金复杂件冲压后出现的较大回弹缺陷,同时为减少冲压成形工艺参数的优化时间,使用有限元仿真软件DYNAFORM对冲压成形及回弹过程进行数值模拟,在确保数值模拟与试验结果基本一致的基础上,利用代理模型对回弹进行了优化研究。以NUMISHEET'96 S梁为研究对象,凸模圆角半径、凹模圆角半径、压边力、板料厚度作为影响因素,成形后最大回弹值作为成形目标,运用拉丁超立方抽样,通过数值仿真获得样本数据,建立影响因素与成形目标之间的小波神经网络代理模型,利用粒子群算法对该模型迭代寻优获得最优工艺参数。结果表明:小波神经网络能较好地描述板料工艺参数与回弹之间的映射关系,优化后成形件的回弹量大大减小。     

压边力对AZ31镁合金热拉深成形性能的影响——试验及有限元数值模拟研究

在AZ31镁合金板材热拉深成形过程中,压边力Pb可根据成形特点进行设计,压边力过大、过小会引起试样破裂或起皱,至使成形过程不能顺利进行.利用自行设计的拉深模具,采用加热圈与加热棒连接热电偶的方式对凹模与冲头进行控温;通过对弹簧压下量的控制分别施加固定压边力与渐变压边力来研究压边力对AZ31镁合金热拉深成形性能的影响,并采用正交各向异性屈服准则和Wagoner提出的考虑了应变速率与温度影响的应力-应变材料模型.编制用户子程序嵌入MSC.Marc软件中对拉深过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果具有较好的对照性.结果表明,在其它条件合适的情况下,采用浮动压边力(控制在2kN～10kN),可以成形出无破裂与起皱的合格产品.模拟结果与试验有良好的对照性,证明可以用数值模拟来指导实际成形过程.     

工艺参数对高强拼焊B柱内板成形性能的影响

高强度拼焊板具有减轻车身重量、节能环保、改善车身安全性能等优点.针对差厚拼焊板冲压成形时,制件局部容易出现破裂、起皱和回弹过大等问题,利用有限元分析软件Dynaform对B340LA高强拼焊板B柱内板成形过程进行模拟,研究了压边力、模具间隙对B柱拼焊板成形的影响规律,并通过实验进行验证.研究结果表明,随着压边力增大,制件减薄率增大,增厚率减小,焊缝移动增大,制件回弹量减小;随着模具间隙增大,减薄率和增厚率都减小,焊缝移动增大,回弹量增大.合理工艺参数为压边力1200 kN,即该压边力为理论计算值的1.03倍,模具单边间隙为板厚的1.1倍.     

工艺参数对铝合金屏蔽罩冲压特性的影响

针对盒形冲压件成形过程中易出现破裂、起皱和回弹过大的问题,采用有限元分析软件DYNAFORM对顶部弧面、侧壁直边的磁体外盖进行拉延、切边和回弹过程模拟,分析制件成形规律;采用正交实验法模拟研究压边力、凹模圆角半径、模具间隙和冲压速度等工艺参数对制件冲压成形的影响。以制件的最大减薄率和回弹量为评价指标,采用极差和方差分析法对模拟结果进行分析表明,各工艺参数对评价指标的影响显著性,得到的最佳工艺参数优化组合为压边力120kN、凹模圆角半径3mm、模具间隙1.05t、冲压速度6m·s-1。采用优化工艺参数组合进行模拟和冲压实验,获得了较好的评价指标值,实验结果与模拟结果相吻合。     

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.     

基于试验和有限元方法的橡皮囊液压成形回弹规律

橡皮囊液压成形中常见的缺陷包括破裂、起皱和回弹等成形缺陷,其中回弹缺陷直接影响钣金件的尺寸精度。文章针对带下陷直弯边和凸弯边钣金件进行橡皮囊液压成形试验。结果表明,随着压力的增加,回弹值减小;弯曲线取向为90°的回弹值,大于弯曲线取向为0°的回弹值;弯曲成形性能与轧制方向的选取有关。有限元模拟结果与试验结果进行对比分析表明,模拟所得回弹值与试验结果相比偏小。     

基于正交试验的前围板拉延成形工艺参数优化

针对某车型前围板的拉延成形工序进行研究,采用正交试验进行试验方案设计。以最大减薄率φ1和起皱评价函数φ2作为优化目标函数,压边力F、摩擦系数μ和凹模下压速度v作为影响因素进行多目标优化,最终得到最优参数组合:F=600 k N、μ=0.125、v=15 mm·s~(-1)。通过在工厂实际试模中检验,能够获得合格的零件。将数值模拟结果和实际试模进行对比,发现数值模拟结果和实际试模一致,零件无拉裂缺陷,零件局部起皱,起皱区域主要位于切边线以外。试验表明,将数值模拟和正交试验相结合可以有效对冲压成形工艺参数进行优化。     

铟镍合金特种条带冲压成形分析与模具设计

铟镍合金用于核燃料组件中定位格架特种条带的制造。针对铟镍合金材料价格昂贵、厚度较薄以及特种条带本身窄长等特点,利用CAE软件模拟冲压成形过程,快速预测冲制过程中条带的回弹、破裂、起皱等变化,为条带冲制用模具的设计提供参考依据。首先研究材料冲压特性;然后分析条带特征,确定冲制工艺方案;最后进行条带冲压成形有限元仿真分析,根据仿真结果优化模具的结构设计。结果表明:厚度为0.2667 mm的铟镍合金料带的冲压适应性较好,仿真冲压件模型没有破裂和起皱的趋势,条带刚凸高度回弹量较大,经过回弹补偿后,最终成形高度接近公称尺寸。依据CAE分析结果优化设计出的模具调试情况良好,能够满足特种条带的冲制加工。     

差厚拼焊板汽车覆盖件回弹的研究

以差厚拼焊板覆盖件中通道为研究对象,根据零件结构图分析其工艺性。利用Dynaform软件对中通道进行冲压成形模拟,并设置前处理相应的一些工艺参数,得到初步模拟结果。然后对初步结果进行工艺参数优化和回弹模拟,分析拉延筋布置、压边力和板厚比对拼焊板回弹的影响。研究结果表明,拉延筋高度为4 mm、压边力为700 kN、板厚比为0．5时,回弹量为1．839 mm (小于回弹量经验值2 mm),符合生产要求。最后将模拟回弹量与实际生产现场进行对比,发现上顶面回弹量最接近实际数据,而侧壁和法兰部分回弹量和实际数据差别明显。     

SUV车型侧围外板冲压工艺的数值模拟分析

以某SUV车型侧围外板零件为例,采用Autoform数值模拟软件对侧围外板零件的结构特点和冲压成形工艺进行分析,重点论述了其流水槽区域、门框区域、后保搭接区域和尾灯区域的冲压成形;预测了可能出现的成形缺陷并制定了合理的冲压工艺方案。分析结果表明,侧围外板流水槽区域、门框的A柱部位、尾灯区域存在起皱现象,后门框的圆角部位和后保搭接区域存在开裂风险;采取加大开裂处的模具圆角、调整压边力和改变加强筋长度等措施,对成形工艺进行了优化。试制结果表明,采用优化后的冲压工艺可以有效预防侧围外板零件的起皱、开裂缺陷。     

基于Autoform-Sigma的汽车A柱内板冲压工艺参数优化

以某汽车A柱内板为研究对象,针对拐角区域开裂、起皱问题,以拉延筋系数、板料尺寸、摩擦系数和压边力为优化变量,以无开裂、无起皱为优化目标,借助Autoform-Sigma模块进行冲压工艺参数的优化设计与分析。该模块通过采用质量管理和统计学理论相结合的方法,经过64次迭代运算,最终找到无开裂、无起皱的理想模拟结果和最优冲压工艺参数,即:拐角处的拉延筋系数为0.28、板料尺寸偏差为-4 mm、压边力为780 kN和摩擦系数为0.13。按照最优冲压工艺参数进行生产试验,冲压出的零件状态良好,无开裂和起皱缺陷,与数值模拟结果一致,验证了该方法的可行性,同时节约了大量的时间和成本。     

基于Dynaform的拼焊板冲压成形压边方法研究

拼焊板技术是板料成形的先进制造技术,具有减少生产成本、降低车重、降低油耗、提高整体性能等优势,已经广泛应用于汽车行业中,但拼焊板成形时存在的破裂、起皱及焊缝移动等问题也相当严重,合理施加压边力可以改善和解决拼焊板成形中的这些问题.本文基于Dynaform平台采用有限元模拟的方法研究拼焊板冲压成形压边方法及其对模具受力、焊缝移动及工件成形质量的影响;基于不破裂前提,从合理压边间隙控制中获得常压边力控制所需的恒定压边力.模拟结果表明:固定压边间隙方式较恒定压边力作用方式有利于板料的冲压成形、减小焊缝的移动和改善模具的受力情况,同时有助于获得拼焊板恒定压边力控制值,提高效率,固定压边间隙法是拼焊板冲压成形中一种有效的压边方法.     

某新能源汽车外板件的工艺参数优化

针对某新能源汽车车尾门外板成形过程中易发生的起皱、破裂和成形不足等缺陷,借助试验软件Design-Expert和数值模拟软件Auto Form对该车尾门外板进行试验设计。试验设计时,将摩擦系数μ和成形时的压机下行速度v、压边力F_b作为优化因素,以最大减薄率、最大增厚率和成形不足比作为评价目标,对其工艺参数进行优化,借助多目标优化,得出最优的参数组合为:摩擦系数μ=0.15、成形时的压机下行速度v=10 mm·s~(-1)、压边力F_b=1.6×10~3k N。最后采用试模进行验证,并对得到的零件进行检测,零件无拉裂和起皱缺陷,且成形充分,表明本文所提出的方法可以有效地为汽车外板件模具开发提供参考。     

A theoretical,numerical, and experimental investigation of plastic wrinkling of circular two-layer sheet metal in the deep drawing

In this paper, the wrinkling of two-layer (aluminum-stainless steel) sheets in the deep drawing process, is investigated through an analytical method, numerical simulations, and experiments. In a deep drawing process, wrinkling can always be eliminated with an increase in the blank holder force (BHF). Thus, the aim of this study is to obtain the minimum required BHF to prevent wrinkling. In the analytical model, energy method is used to predict the wrinkling. Also, FE simulations were performed to study the effect of forming parameters on wrinkling. Experiments have been conducted to verify the analytical model and FE simulations. The effects of parameters such as the material properties of aluminum layer and lay-up on BHF and forming force are investigated. Results demonstrate that the optimum BHF is dependent on the blank geometry, material properties and lay-up. It is shown that BHF is greater when aluminum is in contact with the punch. Results show a good agreement between analytical, FE, and experimental results.