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。     

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。     

变压边力对铝合金板拉深成形性能的影响研究

利用数值模拟软件Dynaform研究了可变压边力对铝合金板拉延性能的影响,包括随时间变化的压边力对圆筒形件成形质量及特征节点应变路径的影响和随位置变化的压边力对盒形件成形质量的影响.研究表明,随时间变化的渐增式和(^)型变压边力(筒形件)以及随位置变化分块布置的压边力(盒形件)可以有效地控制起皱和拉裂的发生.这能提高铝合金板的拉深成形性能,从而获得较好的成形质量.     

铝合金盒形件拉深的变压边力控制

建立了铝合金盒形件拉深成形的有限元分析模型.利用数值模拟软件DYNAFORM,研究了整体压边和分块压边随时间和位置变化的变压边力(VBHF对铝合金盒形件成形性的影响.结果表明,∧形的变压边力控制曲线能够改善铝合金盒型件的成形性；分块压边力随位置和变形程度的变化能控制起皱和拉裂的发生,从而保证铝合金盒形件的成形质量.     

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。     

变压边力对铝合金板冲压成形的影响研究

通过数值模拟和实验,研究了变压边力对铝合金板成形过程中应变路径的变化规律,基于MK法研究应变路径的变化对铝合金板成形极限(FLC)的影响,通过比较不同随时间变化的压边力对铝合金成形极限的影响,揭示变压边力改善铝合金板冲压成形性能的机理。实验和数值模拟结果表明,变压边力改善铝合金板成形性能的主要原因是变压边力对应变路径的影响,对杯形拉深来说,渐增型随时间变化的变压边力可以改善铝合金板的成形性能。     

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。     

基于数值模拟的矩形件成形变压边力曲线确定方法

变压边力技术可以根据成形过程不同阶段的变形特点来设置板料成形所需要的压边力,因此可以充分利用板料成形性能,提高零件成形质量。但是得到复杂零件成形过程中变压边力的形式仍是板料成形领域的难题。该文以矩形件为对象,通过数值模拟技术,提出了基于压边圈位移变化确定变压边力的方法。     

圆锥形件变压边力拉深工艺的研究

进行了板料的恒压边力和变压边力拉深实验,分析了变压边力拉深工艺对板料拉深性能的影响,得到了不同压边力模式下圆锥形件壁厚的变化规律。结果表明,变压边力拉深工艺能够极大提高板料的极限拉深高度。     

车门外板分区变压边力充液拉深数值模拟研究

采用充液拉深与分区变压边力结合的新工艺,应用软件Dynaform5.7对铝合金汽车车门外板的成形过程进行了数值模拟。研究了不同液室压力曲线对车门外板成形性能的影响,选取了合理的压边圈的分区方式及压边力组合方案。模拟结果表明,应用分区变压边力充液拉深所获得的零件,成形精度及厚度分布的均匀性都有很大的提高,厚度减薄量减小。     

变压边力对圆筒形件拉伸性能的影响研究

通过利用有限元数值模拟的方法，研究了几种典型的变压边力对于铝合金圆筒形件拉伸成形性能的影响，分析了圆筒形件不同位置板料在成形过程中的应变路径，揭示了铝合金圆筒形件的基本成形原理；研究了铝合金材料在几种典型压边力条件下拉伸成形时的区别，并以板料在出现破裂前所达到的最大减薄率为主要判断依据，对圆筒形件在具有几种典型变化规律的压边力的作用下所能达到的最大拉伸深度进行了研究。结果表明，渐增型和∧型压边力有助于改善铝合金圆筒形件的成形性能。     

镁合金板材的固体颗粒介质拉深工艺参数

提出基于固体颗粒介质成形(SGMF)工艺的镁合金板材差温拉深工艺,并展开试验研究。通过对AZ31B镁合金薄板进行差温拉深成形试验,研究了成形温度、拉深速度、压边力、压边间隙、凹模圆角和润滑条件对拉深性能的影响,确定AZ31B镁合金板料最佳成形工艺参数。结果表明:该工艺可显著提高镁合金板材的成形性能,成形温度及拉深速度对板料拉深性能影响较大,板料最佳成形温度区间为290～310℃,颗粒介质与板料理想温差为110～150℃;压边力和压边间隙对拉深性能产生联合影响;此外,凹模圆角和润滑条件也对拉深性能有一定的影响。当上述工艺参数达到最佳值时成功拉深出极限拉深比(LDR)为2.41的工件。     

Experimental and numerical study of warm deep drawing of AZ31 magnesium alloy sheet

Warm forming of magnesium alloy sheet has attracted more and more attention in recent years. The formability of magnesium alloy sheet at elevated temperature depends on appropriate processes, and the fabrication of high-performance sheet. In this research, an AZ31 magnesium alloy sheet with excellent performances is fabricated by the cross-rolling and the uniform annealing treatments. The uniaxial tensile tests are conducted using a Gleeble 3500 thermal–mechanical simulator, and the mechanical properties of AZ31 magnesium alloy sheet are analyzed. Finally, some limiting drawing ratio (LDR) experiments are performed. The experiments show that the LDR can reach 2.0 at the forming temperature of 150 °C and the drawing velocity of 15 mm/s. A warm deep drawing process is also simulated by the finite element method. The influences of drawing temperature and blank holder force on the formability are numerically investigated. The simulation demonstrated that variable blank holder force technology can improve the LDR from 3.0 to 3.5, and decrease the wall thinning ratio from 15.21% to 12.35%.     

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.     

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。     

Optimal Programming of Multi-point Cushion Systems for Sheet Metal Forming

Numerical optimization technique coupled with finite element analysis of the stamping/sheet hydroforming process was developed to predict four possible modes for application of blank holder force (BHF) in multiple-point cushion systems, namely a) BHF constant in space/location and time/stroke, b) BHF variable in time/stroke and constant in space/location, c) BHF variable in space/location and constant in time/stroke and d) BHF variable in space/location and time/stroke. The BHF was predicted by (a) minimizing the risk of failure by tearing (thinning) in the formed part and (b) avoiding wrinkling. The developed technique was applied to predict the BHF to form a) an automotive part (liftgate-inner) from AA6111-T4 aluminum alloy, b) an asymmetric part from aluminum alloy AA5083-H32 by sheet hydroforming process with die (SHF-D) and c) a round cup by sheet hydroforming with punch (SHF-P). Experimental results showed that the FEM based optimization methodology can reduce trial and error effort and is able to predict the blank holder force necessary to form the parts without fracture and wrinkling in the investigated stamping and sheet hydroforming operations.     

铝合金半球形件冲压成形数值模拟与实验研究

变形铝合金冲压成形性能研究是国内外研究的重点课题。本文以铝合金半球形件为例,采用实验和数值模拟相结合的方法探索了铝合金半球形件冲压成形的基本规律。研究表明,压边力对铝合金板材件的冲压成形质量具有重大影响,合理的压边力能大大提高铝合金半球形件的成形性。另外,采用仿真软件对板材件的冲压成形过程进行模拟分析,可大大缩短产品及模具的开发周期,提高产品的成形质量及市场竞争力。     

基于BP神经网络的铝合金板料弯曲回弹控制研究

针对铝合金板料在弯曲成形后回弹的现象,分析了板料弯曲时回弹的力学原理,采用变压边力法,利用数值模拟软件对板料弯曲的回弹进行了模拟。利用BP神经网络技术对变压边力下,板料的弯曲回弹量进行了预测。通过优化后的神经网络模型,找到了最佳的弯曲成形工艺参数。与实际情况对比,预测的板料弯曲回弹量具有一定的准确性和适用性。     

6061高强度铝合金拉深工艺参数优化

基于DynaForm对6061高强度铝合金板料拉深成形过程进行仿真模拟,通过设计正交试验,研究在不同温度、压边力、冲压速度下的拉深件成形质量,采用极差与方差分析了3个工艺参数的影响程度,并对该影响因素进行了优化分析。研究结果表明:最佳的成形工艺参数为,400℃的试验温度、8 kN的压边力和4 mm/s的冲压速度。