汽车防撞梁外板冲压工艺设计

目的研究汽车防撞梁外板的冲压成形工艺,解决汽车覆盖件拉延成形过程中,在工艺补充面设计、压边力和拉延筋的布置时存在不确定性的问题。方法以汽车覆盖件防撞梁外板为例,基于曲面造型和有限元模拟软件,对其冲压成形过程进行了设计、模拟和优化。结果在优化工艺参数和合理改善零件结构后,获得了较理想的成形效果,为实际工艺设计和试模生产提供参考依据。结论提出一种优化新思路:利用冲压工艺多工序相结合的特点,合理调整零件内部结构,可以有效降低拉延成形工序的制造难度,从而提高制件质量。     

某发动机仓边梁盖板成形工艺分析及回弹控制

目的探讨高强钢板的浅成形件的回弹问题,开发高强钢发动机仓边梁盖板浅拉深工艺。方法针对发动机仓边梁盖板进行了零件特征和冲压工艺分析,采用了双件对称布置的拉深设计,设计了具有中间容料形式的工艺补充面,并且采用了拉深槛来增加成形阻力。最后用Dynaform软件模拟了制件拉延成形过程,分别分析了在成形卸载后和切边后两种状态的回弹情况,以及工艺参数-压边力和拉延筋对制件回弹的影响。通过对典型截面回弹量大小的研究,总结了制件回弹的规律,并对回弹进行了有效控制。结果根据模拟结果选取了最优参数,设计了冲压方案,冲压出了合格的产品。结论覆盖件内部补充面可以采用凸形面来增大面积,消化多余面积,以提高该区域的变形程度,提高零件精度。使用拉深槛可以比拉深筋更有效地提高浅成形覆盖件的塑性变形程度,减小回弹。     

拼焊板车门内板冲压成形工艺研究

采用数值模拟软件Dynaform5.5对某拼焊板车门内板的拉深成形工艺进行研究,探讨不同压边力和拉延筋对该复杂曲面零件成形性能以及焊缝移动的影响规律。通过调整压边力和拉延筋等工艺参数得到了成形性能较好且焊缝移动趋势较小的车门内板零件。     

曲面扁壳类汽车覆盖件刚度的控制机制研究

为有效控制和提高汽车覆盖件的刚度,以能够代表汽车覆盖件曲面特点的柱面扁壳件和双曲扁壳件为研究对象,采用数值模拟和试验相结合的方法,深入分析零件在成形过程中拉深筋、拉深深度及压边力对刚度的影响规律,并通过分析扁壳件成形后应力应变分布特点,揭示工艺条件对刚度的影响机制.研究表明:刚度随着压边力的增大而增大,增设拉深筋有助于提高曲面扁壳件的刚度;刚度随着拉深深度的增加而增大;工艺条件的改变可以增大塑性应变量,减少残余应力,并减少回弹,提高刚度.     

板料成形拉延筋技术研究现状

拉延筋在汽车覆盖件拉深成形中起着十分重要的作用.利用拉延筋可以调节和控制板料的变形程度和变形分布,抑制破裂、起皱、面畸变等多种冲压质量问题的产生.在很多情况下,拉延筋的设置合理与否将决定覆盖件拉深的成败.较系统地总结了板料成形拉延筋技术以及拉延筋作用原理、阻力模型、影响因素等的研究现状.     

汽车后座椅横梁冲压成形过程的数值模拟

采用数值模拟方法,对某型高强钢汽车后座椅横梁的成形过程进行研究,讨论压边力和拉深筋的变化对该零件成形性能的影响。模拟结果表明,采用合适的压边力和较低的拉深筋阻力系数,可有效提高高强钢的成形性能,获得合格的零件。针对模拟结果中零件出现的缺陷,提出了初步的工艺改进方案。     

PEMFC金属双极板冲压成形数值模拟与实验

目的 研究金属双极板冲压成形过程中各工艺参数和模具结构参数对成形质量的影响。方法 采用Dynaform有限元分析软件对SS304双通道蛇形流道双极板冲压成形过程进行模拟。研究模具圆角半径、模具锥度、压边力、拉延筋等因素对双极板成形质量的影响。结果 增加模具圆角半径和模具锥度可防止双极板破裂。适当增大压边力能有效消除起皱缺陷,设置拉延筋能有效改善坯料流动情况,必要时需设置多重拉延筋使零件成形完全。当模具圆角半径为0.25 mm,模具锥度为0°,拉伸深度为0.5 mm,压边力大小为60 kN,并采用双重拉延筋的情况下,所成形的金属双极板质量良好,无破裂、起皱、成形不足等缺陷。结论 模拟结果与实验结果一致,验证了模拟结果的正确性,可见采用冲压工艺成形金属双极板是可行的。     

高强钢板冲压成形的回弹规律与工艺参数研究

高强钢板冲压成形的回弹问题在很大程度上制约了其深入应用,合理的工艺是减少回弹的关键和有效途径之一.建立了曲面扁壳件冲压成形的有限元模型,基于正交试验法研究了工艺参数,包括压边力、摩擦系数、板厚以及拉深筋的布置方式对回弹的影响规律,采用普通钢板和高强钢板分别进行了冲压成形实验,并与数值模拟结果进行对比.结果表明,高强钢板冲压成形的回弹较大,但通过合理的压边力和拉深筋布置方式可以实现高强钢板冲压成形回弹的有效控制.     

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。     

板料成形数值模拟的逆算法研究

依据理想形变理论,研究开发了冲压成形过程模拟的有限元逆算法,并考虑了成形中的压边力,拉延筋等工艺条件,实现了计算机程序.通过实例的计算表明此方法能够快速分析成形工件中的变形情况,可用于设计前期阶段评价零件的成形性能.     

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。     

Automated design methodology for automobile side panel die using an effective optimization approach

In this study, two approaches are proposed to improve formability of an automobile side panel. In the first approach, the effect of using double binder on springback, wrinkling and thickness reduction is studied. In the second approach, the use of optimization method in further improving formability of the automobile panel is investigated. With the optimization method, the most appropriate values of forming process parameters are calculated for optimum formability characteristics. Positions of the upper die and draw-bead, draw-bead radius, forces applied on the upper die surface and double binder surfaces are considered as process parameters. In finding optimum values, finite element analysis, response surface methodology and genetic algorithm are integrated. To achieve efficient and effective integration, a computer program is written. From this study it is observed that double binder with an appropriate stamping force improves formability significantly. Application of optimization method also improves further formability characteristics of the automobile panel.     

动态仿真在车身覆盖件成形中的应用

阐述了动态仿真在车身覆盖件成形领域实用化的三个关键要素：成功案例的数字化,高效的优化算法,新型的等效拉深筋阻力模型,给出了动态仿真在成形性评价,汽车板选材,拉深筋优化设计方面的应用实例,以期有助于汽车界更好地动态仿真这个先进的CAE分析工具。     

汽车门槛内板零件冲压数值模拟及参数优化

针对汽车覆盖件冲压变形复杂,成形工艺参数难以确定等特点,基于DYNAFORM软件对汽车门槛内板零件的拉延成形过程,及不同工艺参数对成形结果的影响进行了研究。用优化的工艺参数进行模拟验证,从而为工艺设计和试模提供理论指导。     

Improving the accuracy of contact-type drawbead elements in panel stamping analysis

A finite element modeling technique is proposed to improve the accuracy of contact-type drawbead elements in panel forming analyses, and a performance assessment in terms of part border and thickness predictions is presented in conjunction with panel stamping experiments of two automotive sheets. Inherent model limitations causing incorrect part geometry and thickness predictions are, firstly, evaluated considering blank deformations on a plain–strain section of a stamping die. The influence of omitted drawbead geometry and overestimated drawbead exit thickness are described analytically, and a closed form expression is obtained to correct draw-in model error. Then a sectional deformation model is used to calculate restraint force and drawbead exit thickness for a particular blank and drawbead design. The proposed technique is applied in process modeling of polygon shaped panels made of draw-quality and bake-hardenable steels. Three bead penetrations were investigated in process simulations as well as in stamping experiments. The same blankholder force was applied in all process conditions. Computed draw-in and thickness distributions were compared with on-part measurements using an experimental panel-draw die. It was determined that drawbead models based on force parameters only resulted in remarkably high thickness values at the die entry and mostly overestimated draw-in along panel border lines. An evaluation of thickness distributions computed with proposed technique showed an improved correlation with experiment results of both blank materials and confirmed the use of the drawbead exit thickness as a drawbead modeling parameter. Effects of bead penetration on panel border lines were also simulated in accord with stamping experiments.     

A study on the parametric optimization of drawing metal stamping process for aluminum alloy tailgate parts using response surface methodology

The tailgate-extension in a vehicle is a part that connects the upper and lower parts of the tailgate. Since this part does not require high strength, aluminum must be used in order to reduce the weight of the vehicle. However, when choosing aluminum, it is difficult to satisfy the shape quality with the existing manufacturing process. Therefore, this study was conducted for the purpose of optimizing the draw metal stamping process for the development of tailgate extensions for vehicles using aluminum. The response surface methodology was utilized to optimize the draw metal stamping process. The process design parameters were established as blank holding force, coefficient of friction and die speed. Finally, the reliability of the optimization process and finite element analysis was secured by conducting field experiments to review the derived optimal process conditions.     

基于结构-工艺协同优化的车门外板冲压成形

目的实现铝合金车门外板结构与冲压成形工艺参数的协同优化,解决零件冲压成形时破裂与过度减薄等问题。方法从材料流动与应力分布等角度入手,对车门的尺寸和形状参数进行优化,同时利用有限元分析软件AutoForm来获取一组最优的冲压工艺参数组合,最终通过产品的工厂试制进行验证。结果铝合金车门外板的冲压成形性大幅度提升,解决了车门外板冲压成形破裂等问题。结论研究结果对大型车身覆盖件的结构设计与冲压工艺有重要的指导意义。     

双曲扁壳类汽车覆盖件刚度的试验研究

为进一步掌握汽车覆盖件刚度控制机制,建立了以双曲扁壳件为研究模型的成形试验及刚度测试分析系统.分别完成了成形工艺条件中不同压边力、拉深深度条件下,双曲扁壳件的成形试验,5种约束方式下的双曲扁壳件刚度测试试验.分析了压边力、拉深深度和约束方式对刚度的影响规律.研究表明:刚度测试时的约束方式对刚度有重要影响,约束越大,刚度越大;约束的改变对刚度的影响远大于其他工艺条件(压边力和拉深深度)对刚度的影响,提出刚度测试时为准确获得成形工艺条件等对刚度影响的最佳约束方式;工艺条件中压边力及拉深深度的变化对刚度亦有不同程度的影响,刚度随着压边力的增加而增大;成形时的拉深深度越大,刚度值也越大.上述工艺条件的改变对刚度的影响远大于厚度减薄对刚度的影响,在实际生产中,可以通过调整成形时的工艺参数提高汽车覆盖件的刚度.     

汽车侧围前连接板冲压成形质量优化研究

针对汽车侧围前连接板的成形质量缺陷问题,本文通过有限元软件分析工艺参数对成形质量的影响,并完成拉延模面的回弹补偿。首先,以最大减薄率和最大回弹量为评价目标,采用正交实验对压边力、模具间隙、冲压速度和摩擦系数4个工艺参数进行分析,获得影响成形质量最大的因素为压边力,冲压速度次之,确定最优工艺参数为:压边力300 kN、模具间隙1.20 mm、冲压速度90 mm/s、摩擦系数0.11;其次,采用节点位移法对拉延模面进行2次回弹补偿,将零件的回弹量控制在允许范围内;最后,将最优工艺参数和回弹补偿面应用于现场实验,测得试模件的最大减薄率为14.64%,最大正负回弹量为1.254 4 mm/-1.327 0 mm,试模件的最大减薄率和最大回弹量均在允许范围内,实验结果与仿真分析结果相近,验证了本实验方案的可行性。研究表明:通过优化工艺参数能够有效控制减薄、起皱和拉延不足等缺陷,并能够在一定程度上减少回弹量;通过对拉延模进行回弹补偿可以有效地控制回弹量。