基于正交试验的板料预切冲裁断面质量优化

以离合器中的冲压零件为分析对象,选择预切冲裁深度、冲裁间隙以及冲裁速度为影响因素,以光亮带长度作为评价指标,建立4因素3水平正交试验,利用Deform-2D仿真软件对不同冲裁工艺参数组合下的板料预切冲裁断面质量进行了有限元模拟。通过正交试验的极差分析得知,冲裁工艺参数对板料预切冲裁断面质量的影响程度分别为:冲裁间隙冲裁速度预切冲裁深度。研究得出板料预切冲裁的最优工艺参数组合为:预切冲裁深度为0.15 mm,冲裁间隙为8%t,冲裁速度为15 mm·s-1,光亮带长度的模拟值为0.83 mm。借助冲压级进模进行冲裁试验,光亮带长度的试验值为0.738 mm,其与有限元模拟值之间的相对误差为12.5%,可为企业的实际生产提供指导。     

基于有限元模拟的冲裁毛刺控制方法

基于板料冲裁过程的分析,提出一种控制冲裁毛刺的方法,即预切冲裁法。利用Deform-2D软件对1.2 mm厚的不锈钢板料AISI304的预切冲裁过程进行有限元模拟,分析了预切冲裁的断面质量及应力分布状况,研究了工艺参数(预切角度、预切深度、冲裁速度、冲裁间隙)与光亮带长度之间的变化关系。模拟结果表明:冲裁件断面的光亮带长度随着预切角度、预切深度及冲裁速度的增加呈现先增大后减小的变化趋势,而随着冲裁间隙的增加则不断减小。预切冲裁法在合理的预切深度范围内(0.2~0.4 mm)实现了冲裁毛刺的控制。此外,利用模具验证了预切冲裁法的实用性,试验值与模拟值的误差为17.78%,该方法有助于提高产品质量。     

基于响应曲面法的QSTE460板料冲裁工艺参数优化

以冲压零件作为分析对象,基于响应曲面法设计板料冲裁的模拟试验,利用DEFORM-2D模拟软件对板料的冲裁变形过程进行有限元模拟,建立了冲裁工艺参数与冲裁断面光亮带长度之间的数学模型。通过模拟结果的分析得知:冲裁间隙与模具刃口圆角半径对光亮带长度的交互式影响最大。将冲裁速度、冲裁间隙以及模具刃口圆角半径作为设计变量,以光亮带长度作为优化目标,利用Design Expert软件对响应曲面模型进行优化,得到板料冲裁的优化参数:冲裁速度为14.04 mm·s-1,冲裁间隙为8.99%t(t为板料厚度),模具刃口圆角半径为1.25%t,光亮带长度的响应值为0.834 mm。此外,利用冲压模具进行试验验证,试验值与响应值之间的相对误差为11.8%,验证了响应曲面法应用于板料冲裁工艺参数优化的准确性。     

精密端子件冲裁工艺参数优化

冲裁工艺参数的合理设计对产品最终成形质量影响很大。采用DEFORM软件建立了板料冲裁过程数值模型,对板料冲裁断裂过程进行了有限元分析,并与实验相结合,确定了能准确模拟板料成形过程的断裂阀值;研究了不同工艺参数对制件断面质量的影响,通过正交法优化了模拟结果,获得了最佳工艺参数组合,并通过实验验证了数值模拟优化结果。     

矿山机械皮带辊轮罩用08F钢冲裁间隙对断面影响的研究

冲裁加工中间隙值的选定尤为重要,间隙值选定的是否合理,对冲裁件断面毛刺高度、断面光亮带宽度、断面倾斜角度和冲裁件尺寸精度有着极其重要的影响。对南京唐亿精密机械公司的拉深产品08F钢板的下料间隙选定进行试验,通过固定凹模尺寸,改变凸模尺寸,获得了5组不同的间隙后进行冲裁。并分析了不同间隙下产品的尺寸精度、毛刺高度和光亮带宽度,找出间隙对产品断面质量的影响规律。实验结果表明,将间隙值从原来的0.15 mm(即板料厚度的6%)增加到0.3 mm(即板料厚度的12%)后进行冲裁,工件断口的毛刺高度降低,基本稳定在0.03~0.04 mm,光亮带比例适中,断面倾角小,产品尺寸稳定,降低了废品率,提高了模具寿命。     

厚向异性系数对无铆连接质量的影响

为了研究板料厚向异性系数对无铆连接质量的影响,采用3种轧制规程将厚度为8 mm的Al6061板料进行轧制处理,得到最终厚度为2 mm的板料,并对轧制后板料进行退火处理,以消除板料内部的残余应力。通过拉伸试验测定不同轧制道次,即经4道次轧制、6道次轧制、8道次轧制以及未轧制4种状态下的r值,应用有限元和无铆连接试验对不同组合的板料进行铆接,并对结果进行对比分析。研究表明:不同的轧制道次可改变板料的厚向异性系数,厚向异性系数是影响无铆连接质量的重要因素,且厚向异性系数较大的板料有利于在无铆连接过程中实现更高质量的连接接头。     

基于Deform模拟的汽车覆盖件冲裁磨损研究及应用

通过Deform-3D模拟软件对冲裁磨损失效过程进行模拟,阐述了单次冲裁过程的冲头(凸模)磨损机理,研究了0.8 mm和1.4 mm两种不同板料(钢板)厚度下冲裁间隙料厚比与凸模磨损之间关系。根据对凸模端面及侧壁磨损深度的结果分析,可选取较合理的冲裁间隙料厚比来降低凸模磨损,并将模拟结果应用于实际产品整改。结果表明:Deform-3D模拟结果与实际结果趋势一致,不同板料厚度下冲裁间隙的合理选择可改善产品的冲孔或修边质量。     

冲裁过程中压边力对成形质量的影响

运用DEFORM-3D软件,对304不锈钢板料冲裁过程中产生的等效应力、等效应变以及材料流动特性进行了有限元模拟,研究了不同压边力作用下冲裁过程中板料的变形过程以及压边力对断面轮廓的影响,得到板料冲裁过程中的冲裁力-行程曲线和冲裁件断面图。通过MATLAB软件拟合分析发现:当作用在板料上的压边力较小时,圆角带长度、宽度、锥度和毛刺长度随着压边力的增大而减小;当作用在板料上的压边力超过某一临界值时,圆角带长度、宽度、锥度和毛刺长度随着压边力的增大而增大。最后通过实验对有限元模拟结果进行验证,在实际生产中选用合适的压边力可以提高冲裁件的断面质量。     

基于光亮带长度的冲裁凸模磨损的仿真预测

磨损是冲裁模具常见的一种失效形式,以预减振盖板零件为分析对象,利用Pro/E软件建立板料冲裁的几何模型,应用Deform-2D模拟软件对板料的冲裁过程进行有限元仿真,分析了冲裁过程中的应力分布状态,研究了冲裁工艺参数对零件光亮带长度及凸模磨损深度的影响。仿真结果表明:光亮带的长度随着冲裁间隙与凸模刃口圆角半径的不断增大而减小,而随着冲裁速度的逐渐增大而增加;凸模的磨损深度随着冲裁间隙的不断增加而减小,而随着凸模刃口圆角半径与冲裁速度的增大呈现出逐渐增加的变化趋势。此外,设计了一副冲压级进模进行试验验证,光亮带长度的模拟值与试验值分别为0.569与0.518 mm,两者之间的相对误差为9.85%,从而验证了利用光亮带长度间接衡量模具磨损情况的可行性。     

高强钢板冲裁断面质量的分析与优化

为分析高强度钢板在冲裁过程中边缘破裂现象的产生机理,通过实验和有限元数值模拟两个方面研究板料断面质量的影响因素,并进一步改善冲裁断面质量。基于正交试验和灰色关联分析方法,通过冲孔试验和数值模拟分析,研究了冲孔孔径、凸凹模间隙、摩擦因素和冲孔速度等因素对高强度双相钢DP780板料冲孔后断面质量的影响。结果表明:各个试验因素对板料断面质量的影响顺序为:凸凹模间隙冲孔速度冲孔孔径摩擦因素。同时,通过对裂缝边缘图像的观察和对有限元数值模拟的分析,揭示了剪切边缘的应力、应变分布以及边缘形貌的差异,为研究板料破裂提供了一种新方法。     

薄板精密冲裁的变形过程和机理研究

本文构建了料厚为0.3mm的薄板精密冲裁变形有限元模型,运用该模型研究了薄板精密冲裁变形过程,分析结果显示冲裁断面质量与生产实际非常接近.论文分析了薄板精密冲裁变形过程中的静水应力的分布特征、影响机理.研究表明,强压边条件增加了静水压应力区域的范围和程度,从而延迟了裂纹的初始和发展,提高了冲裁断面的质量.     

精冲压边与间隙的有限元模拟优化研究

运用DEFORM2D软件对板料精冲过程中压边与间隙进行了数值模拟分析。将NormalC＆．L断裂准则应用于预测精冲韧性断裂,分析了不同压边力、压边方式、反顶力以及冲裁间隙对材料涡流流动特性、冲裁断面圆角和撕裂带的影响;根据模拟结果提出了新的工艺建议。     

负间隙精密冲裁最佳负间隙的合理取值

基于相似理论基础建立了刚塑性有限元仿真几何模型,采用金属塑性有限元分析软件DEFORM-2D对AISI-1045钢进行了不同负间隙冲裁的模拟与分析,获得了不同负间隙值与塌角、剪切带、冲裁力的关系曲线.并依据模拟的结果对3.8 mm厚的45钢进行了不同负间隙值的冲裁实验,获得了剪口质量好且无毛刺的冲裁件,总结出负间隙值c取-0.1～-0.15 mm时可以实现无毛刺精密冲裁.     

间隙与精冲质量的关系研究

建立了精密冲裁有限元模型,对相对间隙分别为0.1%t、0.7%t、1.3%t,材料为45钢,板厚为2.9mm,直径为φ16 mm的圆形零件精冲过程进行了模拟,通过数值模拟获得了材料在精冲过程中静水应力场的分布情况,分析了静水压应力与剪切面裂纹产生的关系,通过分析得到相对间隙越小,光亮带越大的结论。     

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。     

Numerical simulation of various cross sectional workpieces using conventional deep drawing and hydroforming technologies

This study focuses on the determination of optimum sheet metal forming process and process parameters for various cross sectional workpieces by comparing the numerical results of high-pressure sheet metal forming, hydro-mechanical deep drawing (DD) and conventional DD simulations. Within the range of each cross section, depth, characteristic dimensions ratio and fillet radius have been altered systematically. Steel of types St14 and DC04 have been used as the specimen material in the numerical analyses and the experimental verification throughout the study. All numerical simulations have been carried out by using a dynamic–explicit commercial finite element code and an elasto-plastic material model. During the analyses each workpiece was simulated by the three competing processes. The results of analyses, such as sheet thickness distribution, necking, forming of radii etc., are used for assessing the success of each forming process alternative. The analyses revealed that depending on the workpiece geometry and dimensional properties certain processes are preferable for obtaining more satisfactory products. Working windows for each process have been established based on the analyzed parameters of the circular, elliptic, rectangular and square cross sectional product geometries. This data is expected to be useful for selecting the appropriate production process for a given workpiece geometry and understand the limits of each sheet metal forming processes.     

基于计算机仿真的复杂薄板冲压成形工艺研究

采用非线性有限元分析软件对飞机内蒙皮成形过程进行计算机模拟。涉及到如何构建复杂薄板零件的有限元模型,分析压边圈的设计对冲压成形的影响,2种坯料外形方案的仿真结果比较。所做的研究对相似零件冲压仿真有一定的指导作用。     

Numerical simulation of two-stage deep drawing of complex-shaped parts

1　INTRODUCTIONInrecentyears ,withtherapiddevelopmentofcomputersoftwareandhardware ,andtheintersectionandcombinationofcomputertechnology ,graphics ,mechanicsandprocessengineering ,thecomputeraid edengineering(CAE)technologybasedonnumericalsimulationhasbeenwidelyappliedinthesheetmetalformingfield[1,2 ] .Nevertheless ,untilnow ,thenu mericalsimulationisconfinedtosimulatesomebasicmodesofdeformationsuchasbending ,deepdraw ing ,bulgingandflanging .Forthedeformationofcomplexwork pieces ,forexa…