盘形件中心区域冲锻增厚工艺

提出一种通过拉深-压平两个工步使圆形板坯中心区域增厚的工艺,基于控制变量法设计了有限元模拟方案,研究了成形过程,分析了成形中各参数对最大增厚和厚度波动的影响规律,并进行了实验验证。有限元模拟和实验结果表明,随着凸模半径R0与凸凹模间隙D的减小,凸模行程H增加,板料增厚后的最大厚度和厚度波动均显著增加。凸模头部半径R1对增厚效果影响不显著。在不同的工艺参数下,第1步拉深时拉深件侧壁倾角、局部减薄量不同,导致了第2步压平时径向应力和材料硬化的差别,最终形成了板料的均匀增厚和不均匀环形区增厚两种成形方式。     

基于Dynaform的托辊轴承座壁厚减薄率的影响因素研究

利用板料成形软件Dynaform模拟了托辊轴承座的拉深成形过程,建立了相对凸模圆角半径与壁厚最大减薄率的线性回归模型,推导出壁厚最大减薄率的计算式,并通过试验验证了其正确性.结果表明:模拟计算结果与试验测量结果相差1％,能够较为准确的反映模具尺寸和壁厚均匀性之间的关系.     

超高强梁类零件凸包的辊冲成形工艺分析

针对超高强钢梁类零件的凸包特征,基于ABAQUS仿真平台建立了凸包辊冲成形仿真分析模型,对不同圆角半径的凸包进行辊冲成形分析。结果表明,辊冲可安全成形凸包,当凸包的圆角半径增大时,其辊冲成形最大Mises应力和最大应变、最大减薄率均减小,凸包最小安全成形圆角半径R为6mm。     

基于Simufact多道次变薄拉深筒形件尺寸精度研究

为了探究多道次变薄拉深冷成形加工工艺参数与筒形件尺寸精度之间的关系,采用Simufact. forming有限元仿真软件,选取C15-c低碳钢为试验材料进行多道次变薄拉深冷成形模拟试验,采用正交试验设计方案,探究了多道次变薄拉深冷成形过程中工艺参数(减薄率、凹模锥角与摩擦系数)对筒形件尺寸精度(内径扩径量、外圆度误差与壁厚偏差)的影响规律,并进行了试验验证。结果表明:在C15-c低碳钢材料筒形件的多道次变薄拉深冷成形工艺中,当减薄率为40%、凹模锥角为12°、摩擦系数为0. 10时,筒形件的尺寸精度较高。加工工艺参数对内径扩径量的影响顺序为:减薄率凹模锥角摩擦系数;对外圆度误差的影响顺序为:摩擦系数凹模锥角减薄率;对壁厚偏差的影响顺序为:减薄率凹模锥角摩擦系数。     

凸模圆角半径对钢板冲压成形的影响

圆角半径的确定一直是冲压件工艺设计的关键技术,本文采用实验与理论模型相结合的手段,研究了凸模圆角半径对钢板冲压成形的影响。结果表明：冲压成形中的开裂位置和凸模圆角大小有关;圆角处的减薄率基本上与相对圆角半径R／t成反比;极限成形高度随凸模圆角半径的增大而增大。     

基于数值模拟的翻边带筋肋板弯曲成形工艺研究

对飞机翻边带筋肋板零件弯曲成形开裂问题进行研究,以危险区域减薄率为指标,基于数值模拟并结合试验研究了翻边加强筋处凹模结构形式、凸模与凹模间隙、坯料形状对弯曲成形的影响。结果表明,平口式凹模结构较斜坡式能有效抑制翻边加强筋根部的快速减薄;随着凸、凹模间隙增大,危险区域减薄率减小;坯料上设置的缺口有利于材料由加强筋顶部向根部转移,抑制了根部破裂但同时顶部缺口边缘破裂风险加剧。     

发动机内盖板拉延成形的数值模拟及参数优化

汽车覆盖件拉延成形的结果会受到很多因素的影响。针对汽车发动机前内盖板的拉延成形过程进行数值模拟,并利用田口方法,以减小板料厚度的最大减薄率为目标,对摩擦系数、压边力和拉延筋的凸筋高度及凹筋的圆角半径4个参数进行优化,并试验验证了优化的结果。研究结果表明,压边力对成形后板料的最大减薄率的贡献率最大,达到85.35%;最优的参数组合是摩擦系数μ=0.1、压边力F=150kN、凸筋高H=4mm、凹筋圆角半径R=4mm。选取优化后的参数,成品的最大减薄率为17.5%,符合实际生产要求。     

渐进成形A3003铝板锥形件减薄带壁厚变化规律试验研究

为了研究渐进成形初始成形阶段A3003铝板锥形件减薄带的壁厚变化规律,利用渐进成形试验加工了8组A3003铝板锥形件,通过测量减薄带处的壁厚分布,分析了工具头直径、进给量、成形半锥角和润滑条件等加工参数对锥形件减薄带壁厚变化的影响规律。结果表明,渐进成形锥形件壁厚变化可分为3个区域,即壁厚减薄区、壁厚回升区和壁厚稳定区。成形半锥角是渐进成形锥形件壁厚的主要影响因素,对锥形件的表面质量影响最大因素是润滑条件,影响锥形件壁厚均匀度的是进给量,对锥形件壁厚稳定区壁厚的稳定有一定影响的是渐进成形的成形工具头直径。渐进成形加工参数对A3003锥形件减薄带减薄率的影响程度为:成形半锥角进给量工具头直径润滑条件,对锥形件减薄带减薄范围的影响程度为:成形半锥角/进给量工具头直径润滑条件,增大成形半锥角不仅可以降低锥形件减薄带的减薄率,还能减小减薄范围。     

斜凸缘锥形件充液拉深中预胀作用研究

采用有限元结合实验对斜凸缘铝合金锥形件充液拉深中预胀作用进行研究。研究结果表明:在斜凸缘锥形件的成形中,凸模底面和板料在预胀以及拉深初始阶段的接触不同步,是造成零件锥壁底部产生壁厚明显减薄痕迹的原因;预胀时凸模的位置对凸模圆角处零件壁厚分布有一定的影响,并且对低端锥壁圆角处的影响比对高端锥壁圆角的影响更为显著;凸模先下行一定位移,然后配合合适的预胀加载路线可以改善此处壁厚的减薄,减轻壁厚减薄留下的明显痕迹。     

蛋盒型结构成形过程数值模拟研究

蛋盒型结构是一种轻质、高强、具有吸能特性的新型结构,其成形过程和最终成形形貌对性能有很大影响。首先描述了蛋盒型结构的成形过程及受力情况;随后运用Abaqus/Explicit软件对典型蛋盒型结构的成形过程进行了模拟,得到了成形极限高度时的形貌、减薄率、成形力等;最后分别分析了凸模结构参数、摩擦系数对蛋壳型结构成形结果的影响规律。研究表明:凸模半径的增加会增大成形力及成形极限高度,摩擦系数的作用会使最大减薄位置由凸模顶点位置向外移动;当选用凸模半径为周期间距的1/5时,摩擦系数在0.1~0.15之间时成形效率较高。     

3104铝合金罐用板材减薄技术研究

从易拉罐罐体成形工艺、板材厚度与减薄能力、罐体变薄拉深过程的应力变化、模具结构对减薄能力的影响等方面,分析了板厚为0.265 mm的3104铝合金板材成形罐体的可行性。结果表明:在选用硬质合金作为拉深凸模材料,严格控制凸凹模的圆角半径,凹模锥角α控制在5°～8°范围内,控制好变薄拉深各道次的缩减率,罐底沟内壁圆角取R=1 mm,并适当提高底部拱形深度等合理模具结构设计的工艺条件下,3104铝合金罐用板材减薄至0.265mm是可以实现的。经过再次拉深及三次减薄后,罐体最薄壁厚可达到0.0989 mm,并能满足耐压力的要求。     

锂离子电池电芯铝塑膜外壳冲压成形工艺

通过正交试验,应用有限元仿真,对影响锂离子电池铝塑膜外壳冲压成形质量的各工艺参数的显著性进行分析,得出凸模圆角半径与凹模摩擦系数的选择对铝塑膜冲压工艺质量影响较大。利用数值模拟以及BP神经网络与遗传算法极值寻优,对锂离子电池铝塑膜的冲压成形工艺参数(凸模圆角半径、冲压速度、凹模摩擦系数以及压边力)进行优化。优化后的工艺参数使得锂离子电池铝塑膜的最大减薄率减少10%。实验证明,成形铝塑膜外壳的边角位置减薄最为严重,是影响成形铝塑膜外壳整体质量的关键性因素,可以作为衡量锂离子电池铝塑膜外壳成形质量检验的标准。     

汽车等速万向节滑套反挤压工序分析及凸模结构优化

以反挤压工序为研究对象,基于Deform-3D平台,设计了3种不同形式的反挤压凸模,分别进行了数值仿真,并比较了滑套的成形情况以及各凸模结构的磨损深度。为了使反挤压凸模的寿命最大化,通过响应面法建立了凸模工作带高度、凸模前端锥角、凸模顶部球面半径与凸模磨损深度的二阶多项式模型。结果表明：凸模前端锥角对凸模磨损的影响最显著,而凸模顶部球面半径的影响最小;凸模的最优参数为：工作带高度为17.5 mm、前端锥角为19°、顶部球面半径为13.5 mm。最后对凸模的寿命进行了估算,并与实际寿命进行了比较,同时获得了外观较好的万向节滑套。     

301不锈钢圆孔翻边工艺CAE分析与优化

以301不锈钢为研究对象,对其圆孔翻边成形过程进行了分析和优化。首先根据传统经验法计算的成形参数确定数值模拟方案,然后利用有限元软件Dyanform对各个方案进行数值模拟计算,对比分析成形后零件最大减薄率、成形高度、成形极限从而确定了310不锈钢翻边件成形时凸模圆角半径和预制孔径最合理的范围,最后用数值模拟确定的最佳凸模圆角半径和预制孔径,进行模具设计并进行生产验证。结果表明,数值模拟确定的最佳的圆角半径RT=5.0mm,预制孔径为d=?14mm达到生产要求。     

基于MLP-PSO算法的锆合金支撑架成形质量优化

为了提高锆合金支撑架的冲压成形质量，基于Dynaform软件和正交试验设计方法，将最大减薄率作为评价指标，研究了折弯半径、板料厚度、摩擦因数、凸凹模间隙、压边力和冲压速度等参数对支撑架成形质量的影响规律。通过数值模拟获得了样本数据，利用多层感知机神经网络训练出预测支撑架减薄率的模型，对各因素的相关性进行分析，并通过粒子群优化算法得到了最优参数方案。结果表明：多层感知机神经网络模型能够有效预测支撑架的减薄率。在影响支撑架冲压的各参数中，折弯半径和摩擦因数的影响较大，凸凹模间隙和冲压速度的影响较小。采用粒子群算法优化后的参数方案进行冲压成形，最大减薄率降低24.2%,可有效降低支撑架的破裂率，提高支撑架的冲压成形质量。     

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。     

基于正交试验和灰色系统理论的拼焊板前纵梁成形优化

影响拼焊板冲压成形的工艺参数较多,难以精确建立工艺参数与成形质量之间的关系。以压边力、拉延筋高度、凸筋圆角半径、凹筋圆角半径为自变量,进行四因素四水平正交试验,模拟拼焊板前纵梁拉延成形过程,获得最大减薄率和最大焊缝移动量的数据。利用灰色系统理论,分别计算成形工艺参数对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,将多目标转换为以关联度为目标的单目标。进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,将优化的压边力、拉延筋截面几何参数进行有限元模拟验证,指导设计、试模,成形的质量得到明显提高。     

双辊夹持板料旋压成形过程塑性变形行为的研究

双辊夹持式板料旋压成形是用来加工薄壁回转体法兰零件的新工艺。为了研究其旋压成形过程中的塑性变形行为,利用ABAQUS软件建立了双辊夹持旋压成形过程的三维有限元模型,并进行了薄壁回转体法兰零件的旋压成形过程的数值模拟,获得了成形过程中等效应力、应变及壁厚的分布。研究了翻边长度对成形件应力应变及壁厚减薄率的影响规律。结果表明等效应力、应变及最大壁厚减薄率均随着翻边长度的增大而增大,由此根据不同的毛坯材料可以确定相应的最大翻边长度。     

Ti-451合金锥顶件成形均匀性研究

热拉深成形制造Ti-451合金锥顶件时易出现锥顶壁厚变薄现象,研究了加垫片成形对锥顶件壁厚均匀性的影响.结果表明,加垫片成形钛合金锥顶件,可增大凸模锥顶圆角半径,减小材料的应力集中,是解决锥顶部位壁厚变薄的有效方法;钛合金锥顶件成形时,垫片的厚度越厚,直径越大,成形件壁厚越均匀.     

5A06铝合金端板构件成形工艺优化

所研究的铝合金端板构件为端部异向翻折零件,成形过程中局部极易产生起皱和破裂等缺陷。针对端板构件成形过程中存在的起皱及成形精度差等问题,通过对模具结构进行优化设计,实现了单道次整体成形,提高了产品的整体性及成形质量;同时,通过有限元模拟分析,选取合理的坯料形状,解决了零件成形过程中的开裂问题,并进行了试验验证。结果表明:与无顶板的传统凸、凹模结构相比,采用带凹模顶板的优化结构时,端板构件过渡区域起皱现象得到有效缓解,最大增厚率减少至6.7%;采用过渡圆角为R50 mm的凸耳结构坯料时,端板构件过渡区域最大减薄率减少至12.11%。