板料拉深成形摩擦系数测量系统

建立了一套基于自主开发的探针式组合传感器的摩擦系数测量系统，并将此传感器耦合到拉深凹模结构中，以此来实时测量板料法兰平面测量点处所受到的垂向正向压力和径向切向拉力，并根据计算公式μ（摩探系数）=P（切向拉力）／F（正向压力）直接计算出该测量点处的实时摩擦系数大小，进而通过选择几个特征点来推导出整个板料法兰平面的摩擦分布情况及其变化规律。最后实际试验数据证明，该系统能够真实地反映板料拉深成形过程中法兰平面亡的实际摩擦分布情况。     

纳米石墨颗粒在矩形件拉深成形过程中的摩擦特性研究

以石墨颗粒作为固体润滑剂及液体润滑剂的添加剂,在不同的润滑状态下进行了板料拉深成形物理试验,运用探针测试技术实时测试了矩形件的不同变形部位在拉深成形过程中所产牛的摩擦冈数大小及分布状况,评估纳米石墨颗粒作为润滑添加剂在矩形件拉深成形中的实际摩擦特性及润滑效果.研究表明纳米石墨颗粒作为润滑添加剂对板料拉深成形性能的影响显著.     

St14钢板冲压成形摩擦特性研究

分析了拉深加工过程中的摩擦问题,介绍了国内外金属板料深摩擦研究现状。指出探针法相对真实地反映拉深过程中法兰处的摩擦规律,使用该探针法测试系统研究了St14钢材在成形方盒件过程中的摩擦特性,分析结果表明了该系统的合理性和实用性。     

微观复合造型模具表面板料成形流动性能研究

通过在传统模具表面进行激光微造型及毛化处理,有效地控制模具表面不同区域的摩擦状态,从而改善板料成形中模具表面的摩擦性能,提高模具的寿命和成形性能.通过方盒件成形过程的数值模拟,根据方盒件拉深后网格变形的测量结果,分析板料成形中激光微造型模具对凸缘面和盒底材料流动影响特点,揭示了区域性摩擦特性对危险区域板料拉裂和起皱成形失稳的影响.模拟分析表明,根据材料流动规律合理地实施规范化表面局部微造型,可使方盒件拉深成形性能进一步提高.     

润滑对板料胀形和拉深性能的影响

胀形和拉深是板料成形中重要的工序,摩擦状况直接关系到成形效果.在胀形和拉深实验中其他条件不变的情况下,通过采用6种不同的润滑剂、液压成形和无润滑剂,对同样形状的板料进行胀形和拉深实验,比较润滑剂对钢和铝板料成形性能的影响.实验结果表明:在板料成形中,干润滑剂润滑效果好于湿润滑剂润滑效果;润滑剂对钢和铝板两组试件成形性能的影响基本一致,并对结果进行了分析.     

方盒形件分区压边方式拉深压边力的数值模拟

板料拉深成形是冲压生产中的一种少、无切削的先进加工方法,拉深成形的重要工艺参数之一是压边力,是保证零件成形质量的关键.根据方盒形件的拉深成形特点,将压边圈设计为直边区域、法兰转角区域及直边与转角交界区域的十六块分区压边方式,并对分区压边圈在不同压边力加载模式下进行了模拟分析.分析结果表明:对于方盒形件的拉深,将压边圈设计为适当的分区结构、各分区压边圈采取合理的变压边力加载模式可以充分改善板料的成形性能、达到抑制板料起皱和延缓破裂以及提高板料拉深成形质量.     

盒形件无模充液拉深液压加载路径的研究

凹模型腔内的液体预胀形压力和工作压力是决定充液拉深过程中能否拉深出合格零件的重要工艺参数.通过采用Dynaform软件,对无模充液拉深盒形件工艺进行数字仿真,就液体压力参数对板料成形性能影响进行分析与研究.结果表明,合理地控制凹模型腔内液体加载路径和压力参数可以有效地提高板料的成形性能和成形件质量.并由液体压力所带来的摩擦保持效应可使成形件壁厚分布均匀,一次拉深的盒形件最大相对高度可达到4.25.     

基于多目标遗传算法优化板料拉深成形工艺参数

利用人工神经网络构建了板料拉深成形的目标函数模型,建立了板料拉深成形工艺参数和性能评价指标之间的映射关系.以多种工艺参数(压边力、摩擦因数等)作为优化变量,多种成形缺陷(起皱、破裂等)作为优化目标,结合多目标遗传算法和数值模拟,建立了板料拉深成形工艺参数的优化设计模型,大大提高了优化的效率.以油底壳下盖为例,对其拉深成形工艺参数进行了优化,通过对优化结果进行数值模拟可以看出,该优化参数完全避免了各种缺陷的产生,这说明该优化算法具有较好的优化结果.     

板料拉深成形摩擦测试系统研究

对拉深过程摩擦问题进行了研究,分析了金属板粒拉深摩擦问题国内外研究现状。重点介绍了能相对真实地反映拉深过程中法兰处的摩擦与润油变化规律的探针法。指出加快这方面研究意义。     

基于有限元逆算法的拉深筋工艺设计和优化

汽车覆盖件拉深成形中，一般通过设置适当的拉深筋控制成形过程中的板料塑性流动规律来提高覆盖件成形质量。针对覆盖件工艺设计需求，提出一种基于有限元逆算法的拉深筋工艺优化算法。该算法以灵敏度优化方法为基础，考虑了板料的成形度、破裂和起皱等成形缺陷。在板料成形模拟FASTAMP系统中，开发了拉深筋优化模块，并以实际覆盖件为例，验证了该算法能快速准确地模拟等效拉深筋力的布置情况以及优化板料的成形性。     

Deep drawing of rectangle parts using variable blank holder force

When deep drawing rectangle parts, instead of adopting elastic or several segmented blank holders, a new thought of applying dual layers of blank holders, which are parallel to each other, has been achieved to asynchronously vary blank holder force (BHF) at different regions of sheet flange, by dint of replacing different little mandrils in length between dual layers of blank holders, thus to further improve the formability of products. At the same time, in order to solve two problems of how to judge which one distribution of one desired integral variable BHF, which was obtained from the thickness analyses with products in advance, on blank holder for asymmetric parts is the best and to evaluate lubricant in deep drawing, a probe sensor with structure of dual cantalevers, based on the theory of resistance strain slice, fixed into the inner space of die, was developed for measuring real-time friction coefficient of sheet flange’s surface. Through this special probe sensor, not only real-time BHF on sheet flange could be measured out, but also the real-time friction coefficient could be figured out. Finally, one example of rectangle part was carried out in tests to validate the feasibility of this thought. By the way of analyzing the distribution of variation with products’ thickness on products and judging whether the whole distribution of friction on sheet flange’s surface was uniform or not, one optimized BHF loading profile could be finally obtained over the whole punch stroke.     

圆筒形件拉深失稳及各因素影响分析

对板料成形中圆筒形件拉深的破裂失稳及产生破裂失稳的临界压边力进行研究.由于凸、凹模圆角及其间隙的存在,圆筒形件拉深的筒壁区实际为凸、凹模圆角之间的公切线部分.根据Mises-Hill屈服函数及Tresca准则求出凸缘变形区、凹模圆角区和筒壁区的应力分布,得到危险断面处的应力表达式,从而求出不产生破裂失稳的临界压边力的解析表达式,并进一步分析获得拉深比、硬化指数、厚向异性系数、摩擦因数以及径向推力等因素对临界压边力的影响规律.采用液压压边与周缘加径向推力的拉深模具对08Al板料进行拉深试验,试验结果与理论计算结果具有很好的一致性.     

非回转对称拉深成形中压料面上摩擦的研究

在大量拉深试验的基础上,结合法兰、矩形盒底部产生的应力应变状态以及载荷的变化情况,分析了相对凸模半径较大的薄板非回转对称成形过程中,压料力对拉深载荷以致断裂载荷所产生的复杂影响。指出法兰曲边部的滑动摩擦因数对于成形过程中的压料力相当敏感,并且对法兰部和断裂危险部材料的应力应变状态产生直接影响。特别是在面压较高的成形后期,由于法兰部润滑效果恶化,导致拉深载荷增大、成形极限降低。     

The effect of nanoparticulate loading on the fabrication and characterization of multi-doped Zn-Al2O3-Cr2O3 hybrid coatings on mild steel

In this paper, an improved approach is proposed to determine the optimal profiles of two controllable process parameters (hydraulic pressure and blank holder force), which improve the forming condition and/or make better use of forming limits in hydromechanical deep drawing (HMD) process. A method based on adaptive finite element analysis coupled with fuzzy control algorithm (aFEA-FCA) was developed using LS-DYNA to determine the optimal loading profiles and thus to maximize the limiting drawing ratio (LDR). Maximum thickness reduction, maximum wrinkle height in the flange region of the sheet metal blank, and position of the nodes in the unsupported portion of the sheet metal blank between punch and die were used as criteria in the fuzzy control algorithm. Different rule-based matrices were compared by considering the maximum thinning occurred in the sheet metal blank, and thus, the most accurate matrices were determined for the control algorithm. The optimal loading profiles could be determined in a single FEA, thus reducing the computation time. The proposed approach enables determining the optimal loading profiles and also could be applied to complex parts easily. In addition, effects of initial blank diameter and coefficient of friction between the sheet-blank holder and sheet-die on the optimal loading profiles were investigated. An attainable LDR of 2.75 for AA 5754-O sheet material in hydromechanical deep drawing process was proven experimentally using the optimal loading profiles determined by adaptive FEA.     

润滑条件下铝合金板成形模拟中摩擦模型的研究

对润滑条件下铝合金薄板筒形件拉深成形过程进行了工艺分析，在作出一些简化和假设的基础上，建立了基于流体润滑的筒形件拉深成形过程摩擦模型；将该模型运用到板料成形过程有限元分析中，计算出筒形件成形时摩擦系数动态变化的数值；开发出基于探针测试的铝合金板温成形动态过程摩擦测试系统，并对筒形件成形时的摩擦系数进行了测试实验。计算结果与实验数据表明，板料成形过程中的摩擦系数不是一个常数，随着凸模行程的增加，摩擦系数具有增加的趋势。     

智能化拉深控制中的法兰起皱临界条件

建立了轴对称件拉深法兰起皱的数学模型。从能量平衡原理出发，推导了考虑几何参数、摩擦系数和材料性能参数及板材皱曲时约束条件的轴对称拉深成形过程中法兰起皱临界压边力的变化规律，给出了皱曲判据。理论分析与实验吻合较好，为拉深过程的智能化控制提供了理论依据。     

PREDICTION AND CONTROL OF BOTH WRINKLE AND FRACTURE LIMITS ON CYLINDRICAL CUP MULTI-DEEP-DRAWING

０　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｃｕｐｄｅｅｐｄｒａｗｉｎｇｉｓｂｏｔｈｔｈｅｍｏｓｔｃｏｍｍｏｎａｎｄｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｓｈｅｅｔｍｅｔａｌｆｏｒｍｉｎｇａｎｄｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓｏｆｅｖａｌｕａｔｉｎｇｓｈｅｅｔｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｃｕｐｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｆｏｒｍｉｎｇｌｉｍｉｔｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅ…     

盒形件拉深智能化控制实时识别及预测

在板材成形智能化控制的4个基本要素中,材料性能参数的实时识别及最优工艺参数的预测是最复杂的两个要素。识别和预测精度的高低,将直接影响智能化控制成功与否。以盒形件智能拉深控制为研究对象,建立了盒形拉深件的材料性能参数和摩擦因数的实时识别前馈神经网络,通过实时监测来实时识别所需要的材料性能参数,并预测最优的工艺参数,从而获得了较高的收敛精度。     

过约束平面并联三维力/力矩传感器的研制

针对轴承的故障早期诊断和在线实时监测,提出了一种新型过约束平面并联三维力/力矩传感器。通过采用分支轴线均不过传感器中心的6条对称分布的测力分支,该传感器可同时测量轴承径向载荷和轴向力矩。根据静力学平衡方程,求解了其测量数学模型;基于传感器测量模型与性能指标分析了传感器性能,进而对其各结构参数进行优化设计。研制了传感器样机及其加载标定实验系统,开展了加载标定实验,得到了该传感器的测量精度。标定实验结果显示:传感器径向力测量精度为2.56%,力矩测量精度为0.92%,Ⅰ类误差为2.56%,最大Ⅱ类误差为2.29%。文中所做工作,为将该新型过约束平面并联三维力/力矩传感器应用于在线实时测量轴承径向载荷和轴向摩擦力矩奠定了基础。     

混合压边液体内向流动动态充液拉深

为抑制液体内向流动动态充液拉深中凸缘增厚而造成的拉深阻力急剧增长,提出混合压边液体内向流动动态充液拉深新方法。对定间隙下设定恒定压边力的混合压边充液拉深压边形式实质进行分析,采用有限元研究混合压边方式下压边间隙、压边力以及径向压力的变化对成形过程的影响。研究结果表明:定间隙下设定恒定压边力的混合压边充液拉深压边形式的实质是设定压边间隙和设定压边力压边方式的混合;采用混合压边方式可以降低实际最大压边力,降低凸缘区的摩擦阻力,减少第二个谷底点的减薄率;压边力影响零件直壁部分壁厚分布,较大的压边力得到的零件直壁壁厚较薄;压边间隙的变化影响成形零件直壁壁厚分布,较小的压边间隙成形零件直壁较薄,第二个谷底点越接近零件底部。