基于正交试验的车用螺母成形分析及模具磨损优化

以某车用锁紧螺母冷镦成形为研究对象,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件DEFORM-3D对模具磨损及成形载荷进行模拟分析。结果表明:制件成形符合工艺要求。为得到更优的成形效果,选取上冲头切入角、冲压速度、模具表面硬度、摩擦系数作为因素,设计正交试验,以降低模具磨损和成形载荷为目标对因素进行优选。分析得出各因素对结果的影响趋势,并通过综合考虑生产效率、能量消耗、设备磨损等因素,得到了最优工艺参数组合为上冲头切入角20°、冲压速度5 mm·s-1、模具表面硬度61 HRC、摩擦系数0. 12。采用最优参数重新进行模拟,上冲头使用寿命得到了大幅提升,并予以试模验证。     

汽车后地板工艺参数优化

汽车覆盖件冲压成形过程中,有诸多工艺参数对零件的成形质量有着重要的影响。以某车型后地板为例,采用正交试验的方法研究压边力、冲压速度、模具间隙、摩擦系数4个工艺参数对最大变薄率和最大增厚率的影响大小。试验表明,各因素对目标的影响程度各不相同。对最大变薄率的影响由强到弱依次为摩擦系数、压边力、模具间隙、冲压速度;对最大增厚率来说,压边力影响最大,摩擦系数次之,模具间隙和冲压速度对最大增厚率影响不大。在正交试验的基础上对4个工艺参数进行优化,通过对优化后工艺方案进行有限元模拟可以发现,最大变薄率和最大增厚率都得到了有效控制,并且零件的成形质量较好。     

基于正交试验的不锈钢冲压模具磨损分析及优化

模具磨损是影响模具使用寿命的重要因素之一,将正交试验法与冲压数值模拟相结合,综合评估了不锈钢冲压模具的模具硬度、摩擦系数和冲压速度对冲压模具磨损的影响,并确定最优影响因素组合。以汽车消音器外壳冲压模具为例,建立了冲压件和模具的计算机辅助工程模型,分别运用正交试验及参数试验方法进行仿真计算方案的设计。通过正交试验分析,获得了各因素对模具磨损的影响按从大到小的顺序依次为模具硬度、摩擦系数、冲压速度;同时,通过极差、方差等分析,发现模具硬度和摩擦系数对模具的磨损有显著影响。由两种试验方法对比发现,正交试验获得的磨损量比参数试验获得的磨损量减少了61.4%,最优参数组合为模具硬度65 HRC、摩擦系数0.08、冲压速度200 mm·s~(-1),该优化组合为减少模具的磨损量提供了一种参考。     

工艺参数对汽车横梁冲压成形的回弹影响

影响汽车横梁冲压成形的主要因素有板料的厚度、摩擦系数、模具间隙和压边力。试验采用4因素3水平正交实验,运用DYNAFORM软件按正交实验参数对汽车横梁冲压成形数值模拟,并利用方差分析法对模拟结果进行分析。结果表明,板料厚度是引起回弹的主要因素,其次为摩擦系数、模具间隙,最小为圧边力。     

基于正交试验管廊固定螺母冷镦成形的分析及优化

以某市政管廊固定螺母冷镦成形为例,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件Deform-3D对螺母冷镦过程中工位4下冲头进行优选。然后通过正交试验得到冲压速度、模具表面硬度、模芯圆角半径、摩擦系数对下冲头磨损的影响规律,得到最优工艺参数组合为:冲压速度5 mm·s~(-1)、模具表面硬度58 HRC、模芯圆角半径3 mm、摩擦系数0.13。采用优化后参数进行模拟分析,下冲头最大磨损量为2.93×10~(-5)mm,较优化前大幅降低,基于模拟结果预测出下冲头使用寿命。最后采用最优参数组合进行试模,工件质量良好,未出现材料折叠、拉毛等缺陷,符合生产要求,为制件实际生产提供了理论依据。     

基于正交试验汽车六角螺母冷挤压模具磨损规律分析及优化

以某汽车用六角螺母为例,对实际生产中碰到的模具下冲头磨损较快问题进行分析,得到影响下冲头磨损的4个主要因素:冲压速度、模具表面硬度、入模圆角半径和摩擦系数。设计四水平三因素正交试验,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件DEFORM-3D进行模拟分析,以下冲头最小进行多次模拟试验。结果表明,最优冲压速度为3 mm/s,表面硬度为63 HRC,入模角度为9°,摩擦系数为0.15。其中,冲压速度对下冲头磨损影响最为显著。     

基于正交试验的曲轴热锻工艺参数优化

根据某曲轴模具磨损,基于Archard磨损有限元理论,从模具磨损失效出发,针对影响模具磨损量的工艺参数,设计正交试验。采用Deform数值模拟,研究了工件初始温度、模具初始温度、工件与模具之间摩擦系数以及模具硬度对成形载荷和模具磨损的影响。优化了曲轴热模锻成形的工艺参数,综合考虑多指标因素,分析得到影响曲轴成形力和模具磨损量的最优工艺参数,即坯料初始温度为1150℃、模具初始温度为250℃、摩擦系数为0.3、模具硬度为65 HRC。     

大型压力容器封头冲压成形模具易损分析

传统大型压力容器封头模具在冲压成形过程中易出现磨损失效,降低了封头产品质量和模具使用寿命,严重影响生产效率。利用ABAQUS软件建立了与大型压力容器封头实际冲压成形模具一致的有限元模型,通过进行有限元模拟分析及相关冲压成形实验,对封头模具易磨损的主要因素进行对比分析,并对传统大型压力容器封头模具的材料硬度值、摩擦系数、凸模和凹模间隙进行合理改进。结果表明,选择模具材料硬度值在75~85 HRC之间、摩擦系数在0.06~0.12之间、凸模和凹模间隙在1.1~1.3 mm之间时的模具磨损量最小。     

基于Dynaform的纬纱板成形过程模拟及正交分析

分析了影响纬纱板成形性能的主要因素:压边力、冲压速度以及摩擦系数。借助Dynaform软件对纬纱板拉深成形进行了单因素分析,得到了合理的压边力、冲压速度和摩擦系数取值范围。依据试验结果,用正交试验法对冲压参数压边力、冲压速度和摩擦系数之间的关系进行了分析,确定了最佳成形工艺参数。结果能为实际加工提供帮助。     

基于正交试验的座椅撑板冲压成形回弹研究及优化

以某汽车座椅撑板为研究对象,采用Autoform有限元软件建立拉延过程有限元模型,对其成形和回弹进行分析。针对拉延成形过程中回弹量过大的缺陷,设计正交试验,选取压边力、摩擦系数、冲压速度和凸凹模间隙4个重要工艺参数作为因素,研究工艺参数对回弹量的影响规律,得到最优的工艺参数组合为:压边力250 k N,摩擦系数0.08,凸凹模间隙1.2 mm,冲压速度4000 mm·s~(-1)。采用优化参数组合进行试模,试验结果与数值模拟结果吻合较好,工件成形效果完全符合设计要求。     

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。     

汽车后围加强板多目标成形工艺参数优化

针对后围加强板在成形过程中易出现破裂和起皱等问题,采用田口试验法,建立后围加强板最大减薄率和最大增厚率与冲压速度、压边力、模具间隙、摩擦系数和拉延筋阻力系数的五因素四水平田口试验,通过有限元分析软件Dynaform对16组试验进行模拟分析,结果表明压边力对后围加强板成形的减薄率和增厚率贡献最大.利用Design-Exprt软件对田口试验结果进行多目标优化,将最优工艺参数组合在Dynaform中模拟验证.结果表明多目标优化结果与验证结果接近,优化方法效果明显,可为模具设计和生产提供借鉴.     

基于Dynaform的汽车前托架成形分析及参数优化

分析讨论了汽车前托架零件的成形工艺及有限元分析前处理中工具体与板料的网格划分;探究了摩擦系数、压边力对板料成形的影响。结果表明,较小的摩擦系数增加了零件的起皱趋势,但对破裂缺陷有较大改善;基于模面破裂危险区的形变分析,对模面修改后进一步进行压边力优化,从而进行了符合实际工艺的多阶段前托架成形优化分析。采用优化后的工艺参数和模面形状进行实际试冲,得到了合格的零件,板料变薄率和增厚率分别在20%与5%的允许范围内。实际试冲与数值模拟的板料厚度应变误差在4%范围内,且板料轮廓收料情况相符。     

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。     

基于正交试验法的车用侧墙板冲压成形工艺参数分析

在CAE技术的基础上,通过正交试验研究了车用侧墙板冲压成形过程中压边力、摩擦条件、拉深筋、模具间隙4种主要的工艺参数对零件成形质量的影响,通过统计技术对零件成形性能数据(最大减薄率和变形不充分性)进行了极差分析,在正交试验结果的基础上分别对最大减薄率和变形不充分率进行工艺参数优化。研究结果表明,4种工艺参数中压边力对侧墙板零件减薄率和变形不充分性的影响最为显著,由正交试验得到的优化方案能有效地减小最大减薄率和变形不充分性。     

Finite element simulation on the deep drawing of titanium thin-walled surface part

The deep drawing of titanium thin-walled surface part was simulated based on a self-developed three-dimensional finite element model. After an investigation on forming rules, a virtual orthogonal experimental design was adopted to determine the significance of processing parameters, such as die radius, blank holder force, and friction coefficient, on the forming process. The distributions of thickness and equivalent plastic strain of the drawn part were evaluated. The results show that die radius has a relative major influence on the deep drawing process, followed by friction coefficient and blank holder force.     

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。