矩形盒拉深时变压边力的数值模拟

建立了矩形盒拉深成形的三维仿真分析模型，并将其与实验结果进行了对比验证。在概述压边力在生产过程中的用途和意义的基础上，讨论了变压边力对薄板拉深成形过程的影响，利用DYNAFORM模拟软件研究了随拉深时间和压边圈位置变化的压边力对拉深成形质量的影响，得到了相应的数值模拟结果，为实际生产过程中合理调节压边力的大小提供了理论依据。研究表明，采用变压边力控制技术可以显著改善矩形盒的成形性能。     

实时控制变压边力液压系统的改造

介绍了一种实时控制分段变压边力系统改造方案.对原有型号为HHP28-120双动薄板拉深液压机的顶出缸油路进行改造,使整体压边力在拉深过程中能按事先设定的曲线精确变化.结合特殊的双层压边圈结构,实现了分段压边力控制.     

镁合金薄板差温拉深模具设计

针对镁合金板材室温拉深性能差的问题,通过分析拉深变形过程中坯料不同部位的应力及摩擦状况,提出采用差温拉深工艺和不同的模具工作表面粗糙度。设计了镁合金差温拉深成形模具。实践表明,与坯料变形区接触的压边圈和凹模部位设置加热系统使其温度控制在(200~235)℃、用循环水冷却凹模筒壁及凸模使传力区保持室温状态,模具凸模表面粗糙度数值为Ra1.6um、凹模和压边圈表面的表面粗糙度数值为Ra0.4um,AZ31B镁合金薄板极限拉深比从2.09提高到3.05。     

径向分块双压边圈轴对称拉深成形工艺研究

为提高板材拉深成形的成形极限并获得更好的压边效果,提出了轴对称拉深成形工艺的径向分块压边方法。采用理论分析、有限元模拟以及实验研究的方法,对圆筒形零件分别在双压边圈和整体压边圈作用下的拉深成形过程进行了分析研究。研究结果表明,与传统压边方法相比,采用径向分块压边方法可以对径向不同变形质点分别压边,有效提高拉深成形极限,并获得更好的压边效果。     

方盒形件分区压边方式拉深压边力的数值模拟

板料拉深成形是冲压生产中的一种少、无切削的先进加工方法,拉深成形的重要工艺参数之一是压边力,是保证零件成形质量的关键.根据方盒形件的拉深成形特点,将压边圈设计为直边区域、法兰转角区域及直边与转角交界区域的十六块分区压边方式,并对分区压边圈在不同压边力加载模式下进行了模拟分析.分析结果表明:对于方盒形件的拉深,将压边圈设计为适当的分区结构、各分区压边圈采取合理的变压边力加载模式可以充分改善板料的成形性能、达到抑制板料起皱和延缓破裂以及提高板料拉深成形质量.     

AZ31镁合金手机外壳冲压模具的设计与成形工艺

设计了手机外壳冲压模具,研究了镁合金薄板温度、模具温度、拉深速度以及润滑条件对AZ31镁合金手机外壳成形质量的影响。结果表明:镁合金薄板在加热到350～400℃,且凹模的温度不低于薄板温度,较低的凸模温度(50～90℃),较低拉深速度(6mm·s-1)及仅对薄板与凹模和压边圈接触部位润滑的条件下,可以制备出尺寸精度较高的镁合金手机外壳。     

圆锥形拉深模的设计与应用

对无凸缘的筒形拉深件,在单动压床上,一般采用有压边圈平端面凹模的拉深模具(普通拉深模见图1)。一毛坯在拉深过程中,弹性压边圈把毛坯的法兰边部分(起皱部分)紧紧地压在凹模平面上,并使毛坯在压边圈与凹模平面之间从凸、凹模的缝隙中通过,用这种办法制止毛坯起皱,获得合格零件。     

盒形件成形工艺及落拉复合模与切边模设计

根据毛坯面积与拉深面积(加上修边余量)相等的原则计得到零件落料尺寸165 mm*140 mm,零件相对拉深高度0.32 mm,小于最大拉深高度0.4 mm,得出能够一次拉深成形并且需要使用压边圈的结论,计算冲裁力、拉深力及压边力选出了满足要求的设备。同薄板折弯焊接以及落料/拉深/切边共三副模具两种方案对比,确定了模具结构为落料拉深复合模/切边模两副模具的方案,对模具关键工作尺寸、结构进行了设计,并通过实践验证了此工艺及模具方案实现了既保证拉深质量又提高生产效率的目的。     

新型电磁压边拉深模具的设计与仿真

提出了一种新型电磁压边薄板拉深模具,压边力由电磁力替代了传统的液压力或机械压力。建立了电磁力与压边力的数学关系,提出了励磁电流的控制方法,为得到电磁压边系统中电磁力的分布情况,运用ANSYS/Multiphysics软件进行了数值模拟。根据电磁压边装置及传统压边装置的压边力特点,建立了3条变压边力曲线,运用ANSYS/LS-DYNA软件对筒形件拉深成形过程进行了数值模拟,证明电磁压边拉深模具可以较好地抑制拉深过程中的起皱与减薄。     

分区压边拉深工艺改善矩盒形件成形研究

板料拉深过程中成形性能的优化是最重要的问题之一。通过有限元分析软件DYNAFORM对矩盒形件拉深成形过程进行模拟,研究了盒形件在整体压边圈恒压边力、分块压边圈恒压边力以及分块压边圈变压边力情况下的成形性能。模拟分析结果表明,分块压边下存在最优压边力分布,对每一分区加载随凸模位置变化的压边力类V型曲线,能最大程度的提高矩盒形件的拉深成形性能,为实现矩盒形件拉深过程的最优化提供思路,并在实践生产中指导复杂工件的工艺优化,最终改进工件的成形性能。     

滚珠压边圈装置在半球形拉深模中的应用

在拉深成形过程中,摩擦系数在一定程度上影响着拉深的深度.文中对两者之间的关系进行了理论分析,并通过有限元的方法进行模拟验证,发现在一定程度上,减小摩擦系数有利于拉深深度的增加.在此基础之上,文中提出了一种新的滚珠压边圈模型,大大减少了材料间的摩擦系数,提高了材料的拉深深度极限.     

WRINKLE LIMIT BLANK HOLDER FORCE MODELS IN SQUARE-BOX DEEP DRAWING WITH VARIABLE SEGMENT BLANK-HOLDERS

Constituting the reasonable control models of the wrinkle limit blank holder forces is the sticking point of the processes of the deep drawing with variable blank-holder forces, especially in the square-box forming. To begin with, a mode of segmenting flange of the square-box into eight zones is put forward according to the fact that the uniformity of flange deforming can be improved by controlling segment blank-holders. Considering the integral influence of shear stress, a new concept, strain relaxation factor is defined. Hereby, the law of distribution of stress and stain in the deforming flange of square-box is achieved. Then based on these mechanical analysis models and the energy principle, the wrinkling flexivity functions of the straight flange and the circle flange are given, and the corresponding formulae of wrinkling limit blank-holder force in these two situations are also educed. In these processes, ply-anisotropy, strain hardening, thickness and friction are considered. In the end, a calculating example is designed to validate the rationality of the formulae of wrinkling limit blank-holder force, at the same time, the influences of the ply-anisotropy exponent and the strain hardening exponent on the wrinkle limit blank holder forces are also analyzed.     

基于扫描面的汽车覆盖件工艺补充设计

工艺补充面与压料面是覆盖件模具冲压成形的重要技术。大量试验及CAE仿真结果已经充分证明:补偿面和压料面的形状和形态对板材的成形性影响很大。在以往的覆盖件模具设计过程中,用户都是凭借设计经验,在三维CAD软件中手工地构造和生成这种补充面与压料面,其设计效率很低。针对曲面生成的难点,提出了基于B 样条扫描曲面的工艺补充设计方法,论述了扫描曲面的生成原理及实现方法。根据覆盖件成形特点,给出了基于扫描面的工艺补充和压料面生成算法。并结合实例编制了相应的程序,论证了其可行性。与在有限元网格意义下的生成方法比较,最大的优点是:提出的生成方法可以直接用于进行数控加工,同时,许多自动化和自适应的设计过程又能够明显提高设计效率。     

抛物面零件充液拉深工艺参数优化分析及成形装置改进

充液拉深是一种先进的板材成形方法.结合装饰零件的实际需求,通过数值模拟的方法对抛物面灯罩的充液拉深成形过程进行了研究,应用显式有限元分析软件DYNAFORM,分析了变压边力和液体介质压力对零件成形质量的影响,得到了变压边力和液体压力匹配的加载曲线.并对充液拉深成形系统进行了合理改造.分析结果表明,采用优化的变压边力和液...     

拼焊板覆盖件成形过程中的焊缝移动和成形性能

焊缝移动以及与此相关的成形性能下降是拼焊板覆盖件零件成形过程中需要解决的难题。推导了横向受拉情况下拼焊板焊缝移动量的计算公式;在分析汽车门内板零件特点的基础上,确定拼焊板材料和焊缝位置,提出“阶梯压边圈”和“阶梯压边圈 焊缝夹紧柱”两种控制焊缝移动的工艺方案;应用动力显式数值模拟软件,分析了阶梯压边圈和焊缝夹紧柱对焊缝移动量的影响;通过减少焊缝移动量,在成形极限图、应力分布、应变分布和厚度减薄率这四个方面改善拼焊板的成形性能。     

法兰为整体拉深的矩形盒成形应力分析

为了有效预测矩形盒拉深中的成形力和压料力，在拉深试验和有限元数值模拟的基础上，将法兰直边、曲边作为变形整体进行了应力应变分析。给出极限拉深时板坯下料以及拉深力和压料力的近似计算公式，为进一步开展试验、数值模拟和理论解析提供相应的参考资料。     

圆筒形件拉深失稳及各因素影响分析

对板料成形中圆筒形件拉深的破裂失稳及产生破裂失稳的临界压边力进行研究.由于凸、凹模圆角及其间隙的存在,圆筒形件拉深的筒壁区实际为凸、凹模圆角之间的公切线部分.根据Mises-Hill屈服函数及Tresca准则求出凸缘变形区、凹模圆角区和筒壁区的应力分布,得到危险断面处的应力表达式,从而求出不产生破裂失稳的临界压边力的解析表达式,并进一步分析获得拉深比、硬化指数、厚向异性系数、摩擦因数以及径向推力等因素对临界压边力的影响规律.采用液压压边与周缘加径向推力的拉深模具对08Al板料进行拉深试验,试验结果与理论计算结果具有很好的一致性.     

Determining the optimum variable blank-holder forces using adaptive response surface methodology (ARSM)

Wrinkling and fracture are main defects in sheet-metal forming. They can be reduced or eliminated by manipulating a suitable blank-holder force (BHF). But it is difficult to attain the optimum BHF during sheet-metal forming. In this article, a new optimization algorithm integrating the finite element method (FEM) and adaptive response surface methodology $(r)ARSM$(c) is presented to determinate the optimum BHF. To assure convergence, the trust region modes management strategies are used to adjust the move limit of design spaces. Finally, the optimum results of rectangular box deep drawing are given. Experiments are performed to verify the optimal result.     

An Analysis of Draw-Wall Wrinkling in a Stamping Die Design

Wrinkling that occurs in the stamping of tapered square cups and stepped rectangular cups is investigated. A common characteristic of these two types of wrinkling is that the wrinkles are found at the draw wall that is relatively unsup-ported. In the stamping of a tapered square cup, the effect of process parameters, such as the die gap and blank-holder force, on the occurrence of wrinkling is examined using finite-element simulations. The simulation results show that the larger the die gap, the more severe is the wrinkling, and such wrinkling cannot be suppressed by increasing the blank-holder force. In the analysis of wrinkling that occurred in the stamping of a stepped rectangular cup, an actual production part that has a similar type of geometry was examined. The wrinkles found at the draw wall are attributed to the unbalanced stretching of the sheet metal between the punch head and the step edge. An optimum die design for the purpose of eliminating the wrinkles is determined using finite-element analysis. The good agreement between the simulation results and those observed in the wrinkle-free production part validates the accuracy of the finite-element analysis, and demonstrates the advantage of using finite-element analysis for stamping die design.