冲压件表面冲击线影响因素的数值模拟分析

为了探寻形成冲压件表面冲击线的影响因素,采用Dynaform板料成形软件,以曲面扁壳件为模型对不同工艺条件下的成形过程进行模拟分析.模拟结果表明,间隙压边对冲压件表面冲击线的影响不大,随着压边力的增加,冲击线位移量在12.5～13.5 mm之间震荡.然而恒定压边对冲击线影响较大,合理设置压边力可以有效降低冲击线的产生.拉深筋对冲击线的影响也较大,其不同设置方式可控制冲击线位移方向和位移量大小.此外,增加冲压件的拉深深度,冲击线的位移量增大.通过合理地设置成形工艺可以有效地控制冲击线的位移量和方向,提高产品的表面精度和成形质量.     

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。     

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.     

基于应变路径的拼焊板盒形件成形性能研究

利用Dyanform对拼焊板盒形件进行冲压成形数值模拟,研究不同压边力对拼焊板盒形件拉深过程中破裂危险点应变路径和成形性能的影响规律;同时,提出台阶式变压边力控制方法.结果表明:通过调整压边力的大小和变化方式,可以实现对拼焊板盒形件破裂危险点处应变路径的控制以及减小焊缝移动,从而提高拼焊板盒形件的冲压成形性能.     

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。     

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。     

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。     

新型变压边力拉深模设计

针对板料拉深成形过程中压边力控制较难的问题,根据凸轮机构运动的特点,设计了一种由曲柄滑块机构和凸轮机构组成的拉深模变压边力机构,该机构在拉深模工作过程中,能够合理控制压边力的大小。实践表明,变压边力拉深模满足拉深工艺要求,改善了拉深产品质量。     

汽车灯罩冲压工艺分析及有限元数值模拟优化

采用基于动力显式算法的板料成形非线性有限元分析软件Dvnaform对某轿车灯罩的拉深成形过程进行了数值模拟仿真.研究了不同坯料形状及应用实际拉延筋时压边力对零件冲压成形的影响,通过FLD和成形结果对比,对坯料形状和压边力大小进行了调整,并得到了优化的拉深件坯料尺寸和压边力,为同类零件的生产起到了指导作用.     

多点位控制压边数值模拟研究

板料冲压成形的主要缺陷是起皱和撕裂 ,当模具的几何形状确定后 ,压边力是关键的成形控制参数 ,它不仅是凸模行程或时间的函数 ,还应随压边位置的不同而变化。确定拉深过程中板料各部位所需压边力的变化规律 ,可实现压边力的优化控制 ,对复杂拉深件如汽车覆盖件的成形尤为有利。该文以非轴对称抛物面车灯反光罩为例 ,采用DYNAFORM软件对其成形过程进行了数值模拟 ,比较了均布控制压边力和多点位控制压边力对成形的影响     

基于人工神经网络的压边力预测技术研究

压边力是板料成形中的一个重要的工艺参数，也是板料拉深成形中的重要控制手段。本文以拉深件中较为典型的杯形件为对象，建立了压边力预测的冲压工艺参数人工神经网络模型，并对该模型进行了学习训练。仿真验证表明运用该模型可以得到较好的预测效果，且具有较高的精度。     

基于状态空间法的板料成形过程闭环控制系统的建模及仿真

冲压过程中,因材料的性能参数、润滑条件的波动和模具参数的改变,导致冲压件质量的不稳定,因此必须提高冲压件质量的控制鲁棒性。压边力是板料冲压过程的重要工艺参数之一,合理控制压边力的大小,可以避免起皱或破裂等缺陷。文章提出了一种基于结合RBF神经网络和经典状态空间理论的板料成形过程控制策略,并建立了其控制模型。引入时序分析法,将压边力的调整与反映工件成形质量的法兰边的吸入量误差联系起来,同时应用非线性最小二乘法识别出增益系数。仿真结果表明,在加入一噪声后,仍能获得满意的冲压件质量,模型具有较高的控制鲁棒性。     

应用神经网络优化压边力

以汽车行李箱盖冲压成形过程为例,提出一种利用人工神经网络技术对压边力控制曲线进行优化的方法,将压边力优化理论与数值仿真技术相结合,建立了压边力优化RBF神经网络模型。仿真结果证明,采用优化后的变压边力控制曲线能有效改善板料的成形性能和成形质量。     

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.     

Evaluation of stamping lubricants using the deep drawing test

This paper presents a practical methodology that uses the deep drawing test and finite element (FE) analysis to evaluate stamping lubricants under near production conditions. In stamping operations good lubrication helps to reduce wrinkling, premature fracture, and localized thinning. Furthermore, lubrication also reduces tool wear in large-volume production. Determination of reliable friction data associated with a given lubrication system is also important for successful process design and simulation by FE analysis. In this study, five stamping lubricants (four dry film lubes and one wet lube) were evaluated using the deep drawing test. The performance of the lubricants were evaluated based on: (a) maximum punch force measured, (b) the maximum applicable blank holder force (BHF), (c) the draw-in length, (d) the perimeter of flange after test, (e) the change of surface roughness, and (f) the inspection of surface topography. The coefficient of friction for each lubricant tested was determined through the FE-based inverse analysis by matching the predicted and measured values of the load-stroke curve and the draw-in length. This study showed that one of the tested lubricants was most effective, regardless of test speed and the magnitude of BHF. The methodology used was shown to be effective in evaluating various lubricants for sheet metal forming and accurately differentiating their performances.     

大型汽车板生产工艺控制方法及存在问题

阐述了计算机控制技术对提高汽车用覆盖件产品质量的重要性,以近几年成为热门研究课题的覆盖件成形压边力调控问题为例,论述了压边力影响拉深成形的原理、实现变压边力对设备的要求、国内外变压边力拉深设备的现状、压边力控制曲线的实现等关键性的技术问题.最后指出了大型汽车板生产工艺变压边力控制思想、存在问题及相应对策.     

Adaptive FEM simulation for prediction of variable blank holder force in conical cup drawing

Fracture and wrinkling are two primary failure modes in deep drawing of sheet metal parts. Previous studies showed that properly selected variable blank holder force (BHF) profile, i.e. variation of BHF with punch stroke, can eliminate these failures to draw deeper parts. In this study, an adaptive simulation strategy was developed to adjust the magnitude of the BHF continuously during the simulation process. Thus, a BHF profile is predicted in a single process simulation run and the computation time is reduced. The proposed strategy has been applied successfully to two conical cup drawing operations. The predictions have been compared with experiments and the results indicate that the adaptive simulation strategy can also be used to improve the drawing process for forming non-symmetric parts.     

圆筒形件冲压成形中拉深筋的成形性分析

建立了圆筒形件的有限元模型,利用CAE专业软件DYNAFORM,模拟得到该零件的成形极限图,分析了不同压边力和拉深筋设置情况下,圆筒形件在拉深过程中的成形性能。研究表明,拉深筋对板材的摩擦阻力和变形阻力有显著的影响。拉深筋的使用能有效控制局部变形,使零件变形趋于平衡,从而保证零件的顺利成形。     

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。     

Evaluation of stamping lubricants in forming advanced high strength steels (AHSS) using deep drawing and ironing tests

In forming AHSS, the lubricant must reduce the friction between die and sheet as well as the effect of heat generated from deformation and friction, especially in forming at high stroking rates. In this study, the effectiveness of stamping lubricants was evaluated by using the deep drawing and ironing tests. Various stamping lubricants were tested in forming of DP590 GA round cup samples. In these tests, the performance of lubricants was ranked via evaluation criteria that include punch force and the geometry of tested specimens. Deep drawing tests were conducted at two different blank holder forces, BHF (30 and 70 ton) at a constant ram speed (70 mm/s). The ironing tests were conducted to evaluate the performance of lubricants at higher tool–workpiece interface pressure than that is present in deep drawing. Polymer-based thin film lubricants with pressure additives (e.g. Lubricants A and B) were more effective than other lubricants as shown by the force (e.g. maximum punch force and applicable BHF without cup fracture) and geometry indicators (e.g. draw-in length, flange perimeter and sidewall thinning).The pressure and temperature distributions at the die–sheet interface were predicted by FE simulation of deep drawing and ironing tests. As expected, the value of interface pressure and temperature were maximum at the die corner radius.