车用千斤顶上支成形有限元分析及工艺优化

目的 解决千斤顶上支外缘不规则曲面混合翻边成形过程中容易出现的破裂等缺陷问题。方法 基于Dynaform软件对千斤顶上支进行冲压仿真模拟,分析凸凹模圆角半径、凸凹模间隙、压边力对千斤顶上支成形的影响规律,并结合成形极限图、厚度变化云图等,采用控制变量法、正交实验对其工艺和参数进行优化。结果 经有限元分析和正交优化的千斤顶外缘曲面翻边工艺如下：凸模圆角为过渡圆角结构,其齿顶大圆角和边缘小圆角半径分别为3.5 mm和0.7 mm,凹模圆角半径为3.5 mm,凸凹模间隙为2.8 mm,压边力为50 000 N。结论 采用最佳工艺方案可生产出合格制件,实际成形件的减薄情况与模拟结果基本一致,所得成形工艺参数对制件的影响规律可为研究不规则曲面混合翻边成形提供一定的参考。     

基于数值模拟的极限凸翻边研究

为了提高薄板冲压成形零件的疲劳寿命,将半手工操作的落锤压制(冲压)方法改为高压橡皮成形(静压)方法而进行的工艺研究试验;同时,为高压橡皮半模成形确定最合适的工艺过程设计(CAPP)进行计算机仿真.运用自行开发的静-动力有限元软件分析橡皮成形凸模圆角半径和板料厚度对凸翻边成形极限的影响,并建立预测橡皮成形凸翻边成败的t极限翻边高度Hmax、凸模圆角半径r凸、板料厚度t的关系曲面.根据所得数值模拟的极限凸翻边高度Hmax模与7.7万吨橡皮囊液压机的试验结果Hmax实的对比,吻合很好;数值模拟将凸翻边起皱-压贴的真实过程描述得很清楚,而理论计算结果与物理实验结果有一定的差值.     

基于GA–BPNN的圆筒形件多步冲压成形工艺参数优化

目的 研究精密多步冲压成形过程中圆筒形件出现的成形性问题。方法 基于正交试验设计和极差分析方法、BP神经网络建模以及遗传算法得到最优工艺参数,研究制件成形过程中相关工艺参数对减薄率的影响。结果 通过正交试验设计和极差分析,获得各参数对极大减薄率的影响主次顺序为拉延摩擦因数>拉延压边力>反拉延摩擦因数>反拉延压边力,相对最优工艺参数如下:拉延摩擦因数为0.200、反拉延摩擦因数为0.100、拉延压边力为50 kN、反拉延压边力为30 kN。极大减薄率的仿真极值为0.144 4、极小减薄率的仿真极值为?0.127 7;以极大减薄率为成形质量评价指标,经BP神经网络建模并结合遗传算法寻优,获得最优工艺参数如下:拉延摩擦因数为0.200、反拉延摩擦因数为0.159、拉延压边力为55 kN、拉延压边力为40 kN,极大减薄率预测值(0.134 9)与仿真值(0.140 1)的相对误差仅为3.7%,优化后的制件成形质量良好。结论 所提出的方法对量化调整制件的成形工艺具有良好的工程应用价值。     

薄壁异形方半管零件充液成形工艺研究

目的 为解决薄壁异形方半管零件成形过程中易起皱、破裂、形状冻结性不佳的难题,引入充液成形工艺。为进一步掌握不同工艺参数对零件成形性能的影响,对薄壁异形方半管零件的充液成形过程进行研究。方法 以液室压力、压边力、拉深深度、摩擦因数等工艺参数为影响因子,进行正交试验,通过分析不同工艺参数下零件最大减薄率、贴模度、最大回弹量的变化规律,掌握充液成形工艺中不同工艺参数对零件起皱、破裂、形状冻结性的影响。结果 零件的破裂和起皱现象受液室压力影响显著,而零件的形状冻结性则受压边力影响较大。在数值模拟中,优化后的最优工艺参数如下:液室压力为15 MPa,压边力为120 kN,拉深深度为110 mm,摩擦因数为0.15。经模拟验证,与优化前相比,在该工艺参数下得到的结果更优,零件最大减薄率降低到11.5%、贴模度提高了0.212 mm、最大回弹量降低了1.955 mm。结论 通过模拟分析和现场试验验证可知,采用正交试验得到的最优工艺参数可以完成半管零件的成形,合理的工艺参数能有效抑制零件起皱、破裂、形状冻结性不佳的现象,从而提高半管零件的成形性能。     

基于数值模拟的隔热板零件冲压工艺研究

目的研究隔热板零件冲压过程中的最优化成形工艺参数。方法利用Dynaform软件先对零件模型的成形进行了初步数值分析,根据成形后的成形极限图(FLD)与厚度分布图,确定了合理的拉延筋分布位置与对应的锁死率;再通过正交试验研究了冲压工艺参数。结果得出了压边力、锁模力、板料厚度和摩擦因数对隔热板成形过程中拉裂和起皱趋势的影响规律。结论得到了成形过程中合理的成形工艺参数,最大减薄率控制在22%以下,未变形区较少。     

DP800 双相高强钢折弯及回弹研究

目的针对高强度钢板成形过程中的回弹问题,研究工艺参数对回弹的影响规律,优选工艺参数组合,以获得回弹较小的V形件。方法采用dynaform软件对V形件进行成形及回弹的数值模拟,以摩擦因数、模具间隙、冲压速度、凹模圆角半径等工艺参数为自变量,以回弹前后水平距离差最大值为因变量,设计了四因素三水平的正交试验方案,研究多个工艺参数对回弹影响的规律。结果实验结果表明,V形件回弹值大小随着摩擦因数的增大呈现减小趋势;随着模具间隙、凹模圆角半径的增大,回弹值呈现增大的趋势;而冲压速度对V形件回弹的影响较小,且工艺参数影响V形件回弹大小的主次顺序为模具间隙、摩擦因数、凹模圆角半径、冲压速度。结论优选工艺参数组合为:摩擦因数为0.2、模具间隙为2.6 mm、冲压速度为1200 mm/s、凹模圆角半径为12 mm,此时回弹水平距离差最大值为0.566 mm,最大减薄率为1.40%;实际生产可以忽略冲压速度对回弹的影响,仿真结果对实际生产具有指导意义。     

基于dynaform的汽车隔热板成形性能研究

目的针对汽车隔热板的主要成形缺陷问题,通过工艺参数优化,获得成形质量良好的隔热板零件。方法首先对影响隔热板成形质量的工艺参数进行了理论分析,基于ETA/dynaform软件平台对隔热板的成形过程进行了模拟,然后通过正交实验优化对各工艺参数进行了优化。结果分析各成形工艺参数组合下的汽车隔热板成形质量情况,筛选出了隔热板成形质量良好的最优参数组合。结论采用最优参数进行模拟验证,模拟结果显示隔热板的成形质量较优,为生产实际提供了参考;摩擦因数、压边力对成形质量的影响最大,实际生产过程中,保证良好的润滑条件是获得合格隔热板零件的重要条件。     

汽车后地板拉延件成形裕度提升及参数优化研究

目的 提升拉延工艺处理后汽车后地板零件的成形裕度,优化成形参数。方法 首先,设置初始拉延工艺参数：压边力为807 kN、摩擦因数为0.135、压边圈行程为205 mm、成形力为3 572 kN,基于Autoform软件对后地板的拉延工艺进行数值模拟。其次,利用全场网格应变测量技术对试冲件进行全场测量,获得全场成形裕度云图、成形极限图、减薄云图。最后,调节压边力与拉延筋深度及圆角半径,优化拉延工艺的成形参数。结果 通过模拟获得了零件的潜在风险区域位置,零件的最大减薄率为24.10%、全场成形裕度均小于10%;测量结果表明,最大成形裕度为-9.29%。对风险区域进行模具圆角抛光后,最大成形裕度达到-10.65%。通过综合分析测量结果与模拟结果可知,采用压边力为782 kN、B处拉延筋圆角半径为4.5 mm、拉延筋深度为4.5mm等成形参数,试冲得到的零件无开裂和起皱缺陷,成形裕度最大值为-14.33%,满足大规模生产需要。结论 利用数值模拟结合全场网格应变测量技术指导修模作业并优化工艺参数,可以有效提升模具的调试效率。     

单点渐进成形工艺参数对正五边锥形件壁厚的影响

目的 利用数值模拟方法研究单点渐进成形工艺参数对制件成形区最小壁厚的影响规律,得出最优工艺参数组合,提高制件的成形质量。方法 在对2024铝合金正五边锥形件建立有模单点渐进成形数值仿真模型的基础上,对进给率、层间距、成形工具头直径和摩擦因数对制件成形区最小壁厚的影响进行单因素和正交试验分析,并通过物理试验对仿真优化后的工艺参数组合进行验证。结果 正五边锥形件单点渐进成形加工过程中,最小壁厚与进给率、层间距成反比,与成形工具头直径成正比,而摩擦因数对最小壁厚的影响较小;各工艺参数对最小壁厚的影响程度为进给率＞层间距＞成形工具头直径＞摩擦因数;最佳工艺参数为成形头直径9 mm、进给率200 mm/min、加工层间距0.2 mm和摩擦因数0.1。结论 通过有限元仿真得出了单点渐进有模成形工艺对制件最小壁厚的影响规律,通过正交试验分析得出了正五边锥形件单点渐进有模成形最佳工艺参数组合,利用该参数组合可以得到壁厚较为均匀的正五边锥形件。     

内外齿形件旋压成形时圆角成形质量研究

目的研究离合器毂旋压成形时不同参数对过渡圆角处填充效果的影响规律。方法使用DEFORM-3D软件对内外齿旋压成形过程进行数值模拟,采用正交实验分析了预制坯壁厚、预制坯内径、芯模与预制坯之间的摩擦因数和旋轮与预制坯之间的摩擦因数对旋压成形时材料流动的影响,以轴截面的内齿过渡圆角饱和度Sr作为评定指标,获得最优工艺参数组合。结果 4个成形参数对材料流动的影响程度为:预制坯壁厚影响最大,其次是预制坯内径,摩擦因数对轴截面的内齿过渡圆角饱和度影响不明显。由正交试验结果获得最优工艺方案为:预制坯壁厚为2.4 mm,预制坯内径为153.2 mm,芯模与预制坯间的摩擦因数为0.06,旋轮与预制坯间的摩擦因数为0.06,可获得最好的圆角填充效果。结论通过改变预制坯壁厚和预制坯内径,可以有效提高旋压成形内外齿形件过渡圆角处的填充效果。     

航空连接件冲锻成形数值模拟及优化

为了研究各工艺参数对凸台成形的影响,根据航空用关键连接件的结构特点,制定出了冲锻成形工艺方案,同时设计出了一副落料冲孔复合模,利用有限元模拟软件对凸台冲锻成形进行了模拟分析,并通过正交实验对工艺参数进行优化.结果表明,影响凸台成形的因素按影响效果强弱依次为冲头的高度、宽度,摩擦因子、长度,当冲头尺寸为5.5mm×2.5...     

AA5B02 铝合金三通管充液成形工艺研究及参数优化

目的基于有限元数值模拟软件Dynaform对三通管的成形工艺进行优化。方法分析不同的初始压力、成形压力、轴向进给力、背压平衡力和合模力等对三通管成形的影响。根据成形过程进行模拟,得到分布应力图、厚向应变图、成形极限图等结果,根据模拟结果对零件的成形性进行分析,预测减薄破裂、起皱和回弹等缺陷。结果初始压力在防止侧推头将管坯推皱的前提下,取值应越小越好。成形压力和最大压力能保证减薄率、增厚率和成形度的要求即可。轴向进给对最终的成形质量影响较大。随着摩擦因数的增大,零件的减薄率不断增加,但是增厚率是先减小后增大。结论根据数值模拟的结果能够很好地优化三通管的成形工艺方案。     

汽车隔热罩成形工艺优化及实验

目的建立隔热罩工艺参数与成形质量之间的精确关系。方法对一款汽车底盘用隔热罩进行成形仿真,以压边力、锁模力、摩擦因数、模具间隙为自变量进行四因素四水平的正交试验,获得材料厚度的最大减薄率。结果利用灰色系统理论,计算出了成形工艺参数对目标函数的关联系数及关联度,将优化获得的工艺参数进行了有限元模拟及实验验证。结论成形后的隔热罩质量得到显著提高。     

高强钢控制臂件冲压工艺优化及稳健性分析

为获得高强钢控制臂件冲压工艺参数最优解,提高冲压工艺稳健性,基于6sigma稳健设计理论,采用数值模拟方法分析预成形模具间隙、局部翻边模间隙、预成形压边力、摩擦系数、板料轮廓尺寸等对拐角处材料减薄率的影响规律;将坯料位置、料片厚度、摩擦系数、塑性应变比、屈服强度、抗拉强度、板料尺寸等作为噪声变量输入,分析工艺的稳健性;根据敏感性分析结果,选用局部翻边模间隙、预成形模具间隙为变量,3σ水平设为目标,成形过程能力Cp值为1.0,进行优化计算;最后采用优化后的局部翻边模间隙、预成形模具间隙值,其他噪音变量不变,再次进行稳健性分析.研究发现,影响控制臂局部过度减薄甚至开裂的主要因素为预成形模具间隙及局部翻边模具间隙.根据模拟结果试模,零件的壁厚分布与模拟结果相比,最大误差小于6%.通过对关键参数的敏感性分析以及考虑噪声因素的稳健性分析,优化工艺参数后,成形质量水平提高,成形结果可靠.     

基于克里金模型和NSGA-Ⅱ的汽车内板成形参数优化

目的 针对某汽车后背门内板冲压成形过程中易产生破裂和回弹等问题,提出了一种基于克里金模型和多目标遗传算法的优化策略。方法 研究摩擦因数、压边力和拉延筋阻力系数对产品最大减薄率和最大回弹量的影响,并确定了参数的拉丁超立方抽样区间。在抽样区间内抽取25组样本,利用数值模拟获取样本的最大减薄率和最大回弹量,并用克里金模型构建样本的响应模型。采用多目标遗传算法对响应模型进行优化,得到了帕累托前沿最优解集;从最优解集中选取了一组合适的工艺参数作为最优解,并进行了数值模拟和生产试制。结果 拉延筋阻力系数、压边力和摩擦因数对最大回弹量和最大减薄率的影响都具有较大的非线性,最大减薄率和最大回弹量存在一定的矛盾关系。综合考虑回弹量和减薄率得到的最优参数如下：摩擦因数为0.12、压边力为1 700 kN、拉延筋阻力系数为0.26。数值仿真结果表明,使用优化后的工艺参数能够避免板料开裂并且显著降低回弹量。生产试制结果表明,使用优化后的工艺参数能够得到表面质量良好、无破裂及起皱缺陷的零件。结论 应用该优化策略能够控制成形质量、减少试模次数、降低生产成本。     

2024铝合金异形孔渐进成形工艺研究

目的 研究材料的渐进成形翻边性能。方法 使用一种硬铝合金AA2024-O,进行渐进成形圆孔翻边实验和异形孔翻边实验,并且研究了不同成形路径的多道次渐进成形对异形孔翻边零件的影响。结果 AA2024-O渐进成形翻边的极限翻边系数是0.89,材料渐进成形的翻边成形性能高于冲压翻边成形性能;异形孔翻边零件各段的高度和减薄率存在差异。结论 压缩类翻边区域和直线段翻边区域的翻边高度较高,减薄率较小,不易发生破裂;而内曲圆弧部分属于伸长类翻边,在厚度方向减薄严重,容易破裂;内曲圆弧半径越小,变形越大,越容易破裂;成形角改变的多道次异形孔翻边件破裂严重,而成形深度改变的多道次异形孔翻边件质量比单道次翻边的翻边件质量要好。     

某大曲率薄壁件成形参数优化

目的 根据某大曲率薄壁件形状需求,以最大减薄率为优化目标,采用数值模拟与响应面相结合的方法对其成形的工艺参数进行优化,以得到合格的零件产品。方法 首先,研究压边力、拉延筋阻力、摩擦因数、冲压速度等单因素参数对最大减薄率的影响规律。根据规律变化确定正交试验的参数范围,并对正交试验结果进行极差分析,确定本次板料冲压成形有限元分析的工艺参数对最大减薄率影响大小的排序为：摩擦因数>压边力>拉延筋阻力百分比>冲压速度;根据极差分析结果,选定对最大减薄率影响较小的冲压速度为3 000 mm/s、其他3个工艺参数为变量进行再次优化,以摩擦因数、压边力、拉延筋阻力为优化对象建立响应面。结果 通过响应面预测结果可知,摩擦因数为0.09、压边力为409.730 kN、拉延筋阻力为32.384%时,最大减薄率得到最小值7.926%。将该组工艺参数进行模拟,得到最大减薄率为9.40%,与响应面预测值仅相差1.474%,相对误差率为15.68%。结论 经过试验验证,试验和优化的数值分析结果吻合较好,最大减薄率仅相差0.60%,证明了该方法的可行性。