基于最大工艺参数控制的回弹补偿技术研究

回弹是冲压过程中不可避免的现象,基于CAE仿真技术的模具补偿,可以从根本上消除回弹的影响.模具的补偿型面一方面受CAE回弹仿真计算精度的影响,另一方面与冲压工艺参数息息相关,实际冲压时通常采取先补偿再工艺控制的方式来处理冲压件的回弹.现提出一种方法:先对工艺控制回弹量及相应的工艺参数进行计算,然后以工艺控制的回弹量最大值为基准构建模具补偿型面,以回弹最小的工艺参数组合作为设计工艺参数,并采用实验设计(DOE),响应面模型(RS)和遗传算法(GA)相结合的优化策略对确定补偿基准面进行优化求解.这样在实际模具修正的过程中可以有效地保证工艺控制回弹的区间,增加回弹控制的稳健性.     

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。     

汽车冲压件工艺参数优化及回弹控制

针对汽车冲压件的回弹问题,研究了某汽车后地板零件的回弹控制问题。首先借助数值模拟软件Auto Form建立汽车后地板零件冲压成形的全流程的有限元模型,然后采用工艺参数优化和回弹补偿相结合来共同控制该零件的回弹。工艺参数优化借助了Auto Form的西格玛优化模块,优化目标为最小回弹量,优化得到最优组的压边力为798 k N,摩擦系数为0.14。然后采用回弹补偿策略对拉延工序的模具进行回弹补偿,当回弹补偿循环迭代2次后,零件的回弹满足尺寸公差要求。最后进行了模具加工和试模验证。实验结果表明将工艺参数优化和回弹补偿相结合的方法能够有效地控制冲压零件的回弹。     

基于正交试验的多曲率件弯曲回弹影响因素研究

针对多曲率件弯曲成形中回弹问题,采用正交试验的方法,对二维多曲率件冲压成形过程中各工艺参数的影响情况进行试验研究,以最少的试验次数,得到影响零件回弹因素的主次顺序,并得出最佳工艺参数组合,为确定多曲率件冲压成形工艺参数提供了合理的依据,为后续三维多曲率件冲压成形及回弹的控制奠定基础。     

基于CAE和灰色关联的汽车前门外板冲压成形工艺参数多目标优化

以某车型前门外板为例,根据AutoForm初步数值模拟结果,将成形最大减薄率和修边后最大回弹量作为优化目标,以拉延R角半径、拉延筋阻力、摩擦系数、压边力、冲压速度为自变量,设计5因素4水平的正交试验。采用灰色关联分析法,对正交试验数据进行处理,计算各工艺参数对目标函数的关联系数和关联度,得到多目标优化的最优工艺参数组合:拉延R角半径为27 mm、拉延筋阻力为175 N·mm~(-1)、摩擦系数为0.13、压边力为1450 kN、冲压速度为2500 m·s~(-1)。使用优化过后的成形工艺参数在AutoForm中进行再次模拟,结果显示成形最大减薄率和修边后最大回弹量都得到合理控制。将优化后的工艺参数用于指导工艺设计和模面回弹补偿,然后进行模具结构设计、制造和试模,实际结果表明,前门外板冲压成形质量合格。     

铝合金汽车发动机罩内板成形性能研究

以铝合金汽车发动机罩内板为对象,在初始型面结构的基础上,结合有限元分析,针对其出现的成形缺陷进行多轮优化,改善其成形性能,同时探究了压边力和模具间隙等工艺参数对零件减薄率和回弹的影响。结果表明,在较小的压边力和较大的模具间隙下板料的减薄较小;在一定范围内,随着压边力的增大,零件的整体回弹得到抑制但变化不明显,而局部的负向回弹有所增加,模具间隙的减小也有利于减小回弹。在优化型面结构的基础上对其进行回弹补偿并配合工艺参数的调整,可有效减小零件的回弹。在仿真优化结果的基础上进行铝合金发动机罩内板的冲压试验,试验件与仿真优化结果具有较好的一致性。     

基于位移回弹补偿原理的汽车加强板回弹补偿研究

回弹问题一直是汽车覆盖件冲压成形中的一大难题,而回弹补偿是控制回弹量的一种有效途径。本文以某汽车加强板为例,进行全工序仿真模拟和回弹分析,利用位移回弹补偿原理对拉延型面和整形型面进行回弹补偿,并将回弹补偿后的工艺数模再次进行回弹分析,验证回弹补偿结果是否满足设计产品的精度要求,为控制汽车高强板的回弹提供依据。     

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。     

基于响应面模型和遗传算法的汽车发罩外板冲压工艺参数多目标优化

以汽车发罩外板为例,将压边力、冲压速度、凹模与板料间摩擦系数和凸模与板料间摩擦系数作为工艺参数变量,以拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量为优化目标,应用中心复合试验设计(CCD)及有限元模拟获取样本数据。由试验数据建立二阶响应面模型,结合非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)实现多目标优化,得到优化的工艺参数组合为:压边力为1145kN,冲压速度为3480mm·s~(-1),凹模与板料摩擦系数为0.106,凸模与板料摩擦系数为0.13。基于优化的工艺参数指导模面回弹补偿分析并试模,研究结果表明,发罩外板实际冲压成形质量较好。     

多圆弧覆盖件冲压回弹研究

针对DP钢板塑性成形的主要缺陷为同弹、破裂等,以典型高强度双相钢板DP600材料为研究对象,运用3参数Barlat-Lian屈服准则和非线性强化材料模型,对覆盖件面板进行冲压回弹成形模拟.通过将多圆弧半径、圆心角作为自变量,同弹角作为成形质量设计目标,遵循回弹前后各圆弧部分的长度相等原则,以正交试验为设计方案,模拟冲压成形.分析冲压回弹终态的冲压回弹角、残余等效应力和成形极限图,最终获得优化的圆角半径和圆心角参数组合,指导模具设计.结果表明,应用优化的模具实际冲压,板料成形质量明显提高.     

基于改进响应面模型的冲压回弹工艺稳健性优化

为了减少汽车覆盖件在冲压成形过程中由于不确定因素带来的质量波动问题,针对梁类件自由回弹的问题,将正交试验法与响应面法相结合,以减小自由回弹为优化目标,工艺参数为设计变量,构建评价指标与设计变量之间的响应面模型;并针对响应面精度不足的问题,将以高斯为核函数的径向基函数用于重构响应面模型,以提高响应面的精度与阶次;在此基础上,将近似模型、蒙特卡洛模拟法与遗传算法相结合,建立了稳健性优化模型。通过实例分析,经过稳健性优化之后,零件自由回弹的最大值减小了37.01%且稳健性得到了显著提高。     

某铝合金汽车发动机罩外板冲压成形工艺

针对铝合金材料弹性模量小、在室温条件下的冲压成形性能较差的问题,以铝合金汽车发动机罩外板为例,基于Autoform软件平台分析其冲压成形过程,通过优化型面结构改进零件的成形质量,研究了冲压工艺参数对零件减薄率和回弹的影响规律。结果表明:当采用小的压边力时,板料的减薄较小;在一定范围内,随着压边力的增大,零件的回弹有所减小。最终通过对模具进行型面补偿并结合适当的工艺参数调整,有效地减小了零件回弹。基于结果进行了发动机罩外板的冲压试验,通过模具调试使制件达到生产要求。     

基于AutoForm的前壁板成形回弹及回弹补偿的数值模拟

基于Autoform有限元软件模拟了前壁板的冲压成形过程,预测了成形过程中的开裂、起皱等缺陷,分析了其成形过程中的回弹行为。基于回弹分析结果,对产品型面进行了回弹补偿,并对补偿结果进行了分析验证。结果表明,采用3工序冲压成形前壁板并对产品型面进行回弹补偿可以有效提高产品的精度。     

基于变压边力的翼子板回弹控制研究

针对某车型翼子板冲压成形过程的回弹变形问题,介绍了汽车覆盖件回弹产生的机理及影响因素,在运用汽车板成形分析软件Auto Form模拟制件的回弹量并进行模具型面补偿的基础上,提出了基于变压边力的拉伸过程回弹控制方法,即在成形初期采用小压边力而在成形后期采用大压边力的拉伸工艺,使板料由弹塑性变形转变为纯塑性变形,增加钣金成形的稳定性与精度。试验结果表明,通过采取上述措施,翼子板回弹现象基本消除,制件尺寸合格率由88.2%提升至92.6%。可为汽车覆盖件冲压模具设计提供参考。     

基于回弹控制的车顶盖成形工艺优化

针对车顶盖大曲率半径件成形切边后回弹大的问题,在有限元数值模拟的基础上建立了以工件回弹前后对应节点偏差为目标函数,以成形中的压边力和分段拉延筋力为变量的工艺优化模型,通过径向基函数神经网络和模拟退火算法对其进行了优化求解。结果表明,建立的优化模型是合理的,采用优化后的工艺参数进行冲压成形后在保证产品不产生破裂和起皱的前提下能够显著减少工件的回弹量。     

基于回弹补偿的模具型面设计方法研究

模具型面的回弹补偿是冲压模具设计中的难题。首先阐述了模具型面回弹补偿理论,提出一种利用有限元数值模拟技术进行模具型面回弹补偿设计的方法;然后以某工业螺旋叶片为研究对象,结合实冲试验验证了回弹数值模拟预测的精度;最后通过对叶片初始模具型面的两次补偿,得到了满足叶片成形精度要求的模具CAE型面,并将叶片模具型面CAE模型转化为CAD模型,实现了基于回弹补偿的模具型面“CAD→CAE→CAD”双向集成设计。     

基于正交试验的车身覆盖件弯曲回弹工艺参数优化

介绍通过实际试验得出数据,分析覆盖件回弹的关键影响因素,利用正交试验,结合Minitab拟合压边力、冲压速度和料厚的回归模型,得出控制回弹的最优参数组合。实际验证结果表明,采用优化后的工艺参数成形车身覆盖件,成形零件的回弹得到了控制,节约了制造成本。     

铝合金地板梁拉延成形回弹分析及补偿

针对铝合金梁类件容易产生回弹的问题,以某铝合金汽车地板梁为例,采用Dynaform有限元模拟软件对地板梁的拉延、切边、回弹成形过程进行了模拟,研究回弹变化规律,通过正交试验,得到优化的工艺参数分别为压边力F为1400 kN、摩擦系数f为0. 12、冲压速度v为4000 mm·s~(-1)、模具间隙c为2. 835 mm。采用回弹补偿的方式对模具型面进行补偿,经过4次回弹补偿,制件的最大回弹量降低至0. 729 mm,符合制件工艺要求。在数值模拟分析的基础上,进行了制件的冲压试验,最终得到的制件实际回弹量与模拟结果最大误差为12. 1%,符合产品的质量标准。     

基于正交试验的高强钢汽车加强板冲压成形回弹分析

回弹是影响冲压件形状和尺寸精度的最关键因素。以某高强钢汽车加强板为研究对象,在其模具开发阶段,利用DYNAFORM软件建立了加强板冲压成形过程有限元模型,并对其成形和回弹过程进行分析。通过正交试验分析了模具间隙、冲压速度、压边力以及摩擦系数对回弹的影响规律,得到了优化的成形工艺参数,用于指导实际的试模生产,试模结果与模拟结果吻合。     

汽车前梁后部零件全工序成形回弹仿真及模面补偿研究

高强钢板作为汽车用钢的主要材料,在冲压成形过程中易出现破裂、起皱和回弹等缺陷。以宝钢CR380LA高强钢板汽车前梁后部零件为研究对象,分析了零件的材料和结构特点,确定了零件的冲压工艺方案为落料?拉延?修边、侧冲孔、翻边?整形、侧整形;利用Autoform软件,研究了零件的全工序成形回弹仿真,并预测了零件成形后的回弹量;根据回弹预测结果,采用折入补偿设计策略对零件两侧壁的拉延模面进行了回弹几何补偿。模面补偿后的回弹模拟及实际生产检测结果表明,零件的回弹减小了80%,且得到了有效地控制。零件的全工序成形回弹仿真及模面补偿是正确合理的,保证了零件的成形质量和尺寸精度,为同类零件的成形工艺设计和回弹模面补偿提供了有益的指导。