基于数值模拟和试验设计的拉延工艺参数优化

针对汽车薄板冲压件成形中容易出现的开裂和起皱的缺陷,借助AutoForm建立汽车地板零件的拉延成形的有限元模型,将数值模拟和试验设计相结合,以压边力、压机速度和摩擦因数为设计变量,采用正交试验对汽车地板零件的拉延成形工艺参数进行试验设计。先采用单因素试验确定设计变量的大致范围,再进行正交试验设计,最后按照设计的试验组进行数值模拟。试验分析中主要考察了最大减薄率和起皱准则。最后,采用多目标多约束来求解最优的工艺参数组合,得到优化的参数组合为:压边力为1.5×10~6N,压机速度为5 mm·s~(-1),摩擦因数为0.12。通过实验验证得到实际试模零件和数值模拟分析结果基本一致,表明采用该方法可以有效地用于冲压模具开发中成形工艺参数的确定。     

车身零件拉延成形缺陷控制和工艺参数优化

起皱和拉裂缺陷是汽车车身零件在拉延成形中常见的成形缺陷。为了控制拉延成形缺陷,以某汽车发动机盖内板件为研究对象,通过Autoform建立有限元模型,并借助Design-Expert进行实验设计。采用数值模拟软件和实验设计方法对汽车发动机盖内板件的拉延筋阻力系数和压边力参数进行优化。优化后的最优参数组合为:拉延筋的阻力系数大小分别为A=0.3,B=0.3,C=0.4,压边力大小D=1.25×10~3kN。采用优化后的参数进行实验,实验得到零件无拉裂和起皱缺陷,表明本文采用的方法可以有效地控制车身零件拉延成形中的缺陷。     

汽车C柱内板上段拉延成形工艺优化

针对汽车C柱内板上段件的结构特点进行了工艺设计,利用有限元软件Autoform建立了汽车C柱内板上段拉延成形的有限元模型,并进行了首次拉延数值分析,零件存在拉裂和起皱缺陷。在此基础上,结合流动均匀性对拉延筋布置和拉延系数进行了多次优化,获得了压边力与增厚率及减薄率之间的定量变化规律,在压边力范围为300～600 kN时,最大增厚率随压边力的变大而减小,最大减薄率随压边力的增大而增大,得到了最优压边力为520 kN。最终数值分析结果表明,优化后的拉延参数可以消除零件成形中的开裂和起皱等缺陷。经过实验试冲,结果和优化的数值分析结果吻合度很好,最大减薄率仅相差0.5%。     

汽车前隔板拉延工艺的数值模拟优化

以某车型的前隔板为研究对象,通过三维软件设计零件拉延成形工序的工艺补充面和压料面,借助有限元软件优化拉延成形工艺参数。经初步有限元分析得出零件存在拉裂缺陷,通过分析产生拉裂缺陷原因,采用点追踪法优化坯料形状,并再次进行数值模拟,得到合格的零件。采用优化的数值模拟结果来加工模具型面,实际调试模具时选用优化的坯料和成形参数,得到的实际拉延成形零件无起皱和破裂等缺陷,检测成形零件可能拉裂处的最大减薄率为0.221。实验结果表明CAE技术能够准确地预测成形缺陷,优化模具设计,缩短模具开发周期,降低成本。     

汽车前纵梁内板拉延成形数值模拟及工艺参数优化

针对板料冲压过程变形复杂,易出现起皱、拉裂等缺陷,以某型汽车前纵梁内板为研究对象,采用有限元软件DYNAFORM对零件拉延工艺进行了数值模拟仿真。针对零件成形特点,设计了合理拉延形面,并分析拉延筋、压边力及入模圆角的变化对该零件成形效果的影响。通过零件成形极限图优化拉延筋、压边力及入模圆角,最终获得适合该零件的成形工艺参数。试模结果表明,采用优化后的参数可有效改善材料流动状况,消除起皱、拉裂等缺陷,提高成形质量。     

汽车中通道拉延成形工艺参数多目标优化

针对某车型中通道零件易出现拉裂和起皱等缺陷,提出通过工艺分析和工艺补充面设计来得到零件的成形工艺流程和工艺补偿面。借助AutoForm软件,建立中通道的拉延成形工序的有限元模型,通过初步模拟,确定以压边力、摩擦系数和拉延筋阻力系数作为试验因素,通过正交试验设计,以优化拉延成形工艺参数。试验中,以最大减薄率和起皱趋势评价函数作为优化的目标函数,并采用多目标优化方法,获得最优的工艺参数组合。实际试模中采用优化后的参数进行试验,得到中通道的产品区域无拉裂和起皱缺陷。     

汽车顶盖前横梁拉延成形工艺数值模拟分析

汽车顶盖前横梁零件的拉延成形容易出现大面积成形不足、局部起皱和破裂。采用有限元分析软件Dynaform对零件拉延成形进行数值模拟,研究该零件拉延成形不足、起皱和破裂的原因及解决措施。研究结果表明,合理的拉延筋设置和压边力调整可以解决零件拉延成形不足、起皱和破裂的问题;汽车顶盖前横梁的拉延成形最佳模具设计参数及成形参数组合为:压边力1000 k N,并需设置半圆形拉延筋,摩擦系数取0.13,凸凹模间隙取0.88。最后通过生产实际结果验证了模拟参数组合的可行性。     

汽车地板零件拉延工艺参数优化及实验验证

以某汽车地板零件为研究对象,对其进行工法设计,然后借助板料成形有限元软件Auto Form建立该零件的拉延成形过程的有限元模型。通过初步的数值模拟,该零件容易出现局部拉裂缺陷,通过分析选择板料的尺寸和压边力作为优化变量,借助Sigma模块优化汽车地板零件的拉延成形工艺参数,确定最优的工艺参数值。结果表明,优化后的板料X向尺寸、板料Y向尺寸、压边力分别为1 320 mm、982 mm和6.75×10~5N。试模验证得到的零件无缺陷,和数值模拟结果一致。     

基于正交实验的门槛内板件拉延成形工艺参数优化

针对某汽车门槛内板成形过程中易发生的起皱和破裂等缺陷,通过正交实验方法进行实验方案设计,并借助板料成形的有限元模拟软件Autoform进行工艺参数优化分析。实验中将拉延成形过程的压边力F、摩擦系数μ和成形时压机下行速度v作为优化因素,以最大起皱准则指标和最大减薄率作为评价目标。采用Design-Expert软件对正交实验结果进行优化处理,得到多目标优化,得出最优的参数组合为:压边力为1.3×106N,摩擦系数为0.125和压机速度为15 mm·s-1。并采用实验进行验证,结果表明有限元模拟结果和实验基本吻合,表明正交实验和多目标优化可以有效地对板料成形进行优化。     

基于Autoform-Sigma的汽车顶盖后横梁冲压工艺参数优化

以汽车顶盖后横梁为研究对象,利用Autoform软件对其进行冲压数值模拟。根据首次模拟结果选择开裂、起皱等缺陷位置附近的拉延筋系数及压边力为设计变量,利用Autoform-Sigma模块对其冲压工艺参数进行优化。经过123次迭代,当Sigma优化收敛时,获得了最优模拟结果并确定了最优冲压工艺参数。最优模拟结果表明,原开裂区域未出现开裂或存在破裂风险,且变形不充分的区域大幅减小,同时主应变和减薄率等指标大幅度下降。按优化后的最优冲压工艺参数进行冲压成形试验,成形件未出现起皱、开裂缺陷,与数值模拟结果一致,验证了冲压工艺参数优化的正确性。     

汽车座椅外侧板单动拉延成形工艺分析及优化

以某型号汽车座椅外侧板为例,采用Auto Form软件对座椅外侧板拉延成形过程进行模拟分析,并根据分析结果预测出拉延过程中的拉裂风险。通过调整零件的圆角半径和修改局部结构,消除了开裂风险,降低了最大减薄率。为取得更好的成形效果,选取压边力、摩擦系数、冲压速度、凸凹模间隙4个重要成形工艺参数进行正交试验及参数优化,得出最优工艺方案为:压边力250 k N、摩擦系数0.13、冲压速度1000 mm·s-1和凸凹模间隙2.42 mm,最终零件的最大减薄率为24.33%,最大增厚率为6.54%。采用优化后方案进行实际拉深试模,得出零件的成形性能与有限元模拟结果一致,工件质量完全符合设计要求。     

轿车后地板拉深工艺模型确定与成形过程数值模拟

对某轿车后地板拉深工艺模型构造做了说明,采用3种不同的工艺方案对后地板的成形过程进行了数值模拟,根据模拟结果确定了合理的拉深工艺参数,调试制造出了合格制件。实践表明,经验知识与数值模拟相结合可以有效提高覆盖件工艺制定效率,节省模具调试时间和调试成本。     

汽车前翼子板拉深成形模拟中两种工艺方案比较

为了给汽车前翼子板拉深成形工艺和模具设计提供依据,对两种典型的拉深成形工艺方案作了对比和分析。首先分析了前翼子板的特点并建立了其拉深模具的工作部分零件模型;然后在Dynaform软件中,利用有限元模拟方法,分别对设置和未设置拉延筋时的可能存在的材料流动和拉深缺陷进行模拟。对成形件的危险区域进行预测,并通过调整拉深筋的布置,压边力以及坯料的形状等,预估了主要的拉深工艺参数。该模拟结果可以用于指导前翼子板拉深生产。     

控制臂外片拉深成形过程数值模拟与工艺优化

建立了控制臂外片拉深成形的有限元三维模型,通过改变拉深成形的关键参数,对其拉深过程进行了数值模拟分析,并研究了影响控制臂外片拉深失效的主要因素。结合有限元分析结果,在生产现场进行整改,基本上消除了控制臂外片在拉深过程中的开裂现象。     

基于FEA的加油口成形工艺优化设计

针对加油口成形工艺过程中可能出现的起皱、破裂和回弹现象,采用有限元分析软件Dynaform,对成形工艺参数进行分析,给出相应的拉深工艺优化和模具方案优化,最后通过实验生产出合格产品。     

覆盖件拉深模压料面设计研究

以汽车覆盖件拉深工序为研究对象,利用有限元数值模拟方法,探讨了不同类型覆盖件拉深成形压料面的设计方法.结果表明：浅拉深覆盖件宜采用平压料面,能够降低拉深成形难度;深拉深覆盖件宜采用随形起伏压料面,可以保证各部分塑性变形均匀;质量要求不高的骨架类覆盖件,可将作为零件本身的翻边作为压料面的一部分.     

基于灰色关联的皮卡尾门外板的拉延工艺参数优化

为了解决皮卡尾门外板拉延过程中产生的破裂、起皱的问题,采用数值模拟和灰色关联法相结合的方法对拉延工艺参数进行优化。将料厚最大减薄率和最大增厚率作为优化目标,以圆角和直边段的拉延筋阻力系数、压边力、冲压速度、摩擦系数为工艺参数变量进行5因素4水平的正交试验。在Auto Form软件中进行有限元数值模拟。基于灰色关联分析法,计算出各工艺参数对破裂和起皱综合指标的关联度,给出了最优的工艺参数方案:圆角段拉延筋阻力系数为0.15,直边段拉延筋阻力系数为0.45,压边力为800 k N,冲压速度为3.5 m·s-1,摩擦系数为0.13。应用最优工艺参数组合进行模具制造和现场实际生产,得到了质量良好的冲压件,有效控制了破裂和起皱风险。     

Blank design for deep drawn parts using parametric NURBS surfaces

Deep drawing is a forming process controlled by a number of parameters. The initial blank shape is one of the most important process parameter that has a direct impact on the quality of the finished part. This paper describes a new method to determine the optimal blank shape for a formed part using the deformation behaviour predicted by finite element simulations and salient features of NURBS surfaces. The proposed optimization method involves an initial blank shape, which is iteratively trimmed according to the deep drawing simulations results, to achieve the final optimal blank shape. The deep drawing simulations were carried out using DD3IMP, an implicit in-house finite element code. Parametric NURBS surfaces are used to optimize the initial blank shape based on the deformation behaviour predicted by numerical simulation. The proposed method can determine the optimal blank shape for any part within a few iterations.     

汽车侧围外板A柱拐角起皱的分析及解决方案

汽车侧围外板零件是车身重要的冲压件之一,成形过程较复杂,拉深过程中易产生起皱、开裂等缺陷。针对汽车侧围外板A柱拐角部位的起皱、开裂问题,通过分析零件现场冲压工艺、A柱拐角部位变形特征和材料发生起皱的原因,建立有限元仿真模型,使用AUTOFORM模拟软件对原冲压工艺方案进行全程仿真,分析结果表明,在第3工序侧整形时拐角处的流水槽面发生严重起皱缺陷。系统研究了二次拉深工序中增加吸料筋和调整压边力对起皱、开裂的影响规律,并提出在侧围外板A柱拐角处增加吸料筋和调整压边力的整改方案。经现场生产验证了分析结果的准确性和修模方案的有效性。