球面形耐热铝合金零件拉深成形工艺研究

耐热铝合金FVS0812板的成形性能差,拉深成形球面形零件更是困难.本文在实验研究的基础上提出了一种新型的拉深成形工艺,即包覆拉深,采用该工艺成功拉深出相对厚度小的球面形耐热铝合金零件.该工艺可以有效地防止皱曲和破裂的产生,可以使板料的变形均匀分散,从而提高板料的冲压成形性能.包覆拉深工艺是一种适合于低塑性材料拉深成形的工艺方法.     

基于CAE的铝合金板料冲压成形中摩擦特性研究

依据摩擦理论和有限元仿真理论,通过数值仿真计算的方法,将有限元计算出的摩擦力与实际生产中的摩擦力对应起来,分析了不同摩擦系数下铝合金板料在冲压成形过程中的摩擦特性。研究了铝合金板料在冲压成形过程中的摩擦力变化规律以及不同摩擦系数对摩擦特性和成形质量的影响。研究表明:铝合金板料冲压成形后期摩擦力随着摩擦系数增大而迅速增加,但板料成形质量评价指标升高,板料厚度更加均匀;通过研究不同节点摩擦力随时间的变化曲线,板料减薄区和起皱区的摩擦力变化规律完全不同。     

某车门内板冲压工艺设计与优化

介绍了一种冲压工艺方法在汽车车门内板上的具体应用,通过对零件的工艺性分析,针对性地应用大面积带料整形工艺。对零件的工艺过程作了详细分析,通过拉延以及大面积整形,两种成形方式二次成形,有效解决了拉延深度较大零件成形开裂问题,降低了拉延模具制造难度,降低了制造成本。     

基于灰色关联的铝合金板拉深成形扭曲回弹工艺参数优化

针对铝合金板成形工艺参数如何选取的难点,利用灰色关联准则对铝合金板成形质量进行分析,通过因子关联度的方差分析,获得铝合金板成形工艺中的主要影响因子。为了减少板料成形工艺参数优化时间,以铝合金板成形中主要影响因子为设计变量,以板料成形后扭曲回弹、增厚、减薄为成形目标,使用拉丁超立方抽取样本,通过Dynaform软件进行数值模拟获得训练样本,利用人工免疫算法训练RBF神经网络,建立主要影响因子与成形目标之间的RBF神经网络近似模型,最后采用人工免疫算法对该模型进行优化,获得最优工艺参数。以Numisheet'96 S梁为研究对象,利用本文所提出的方法进行拉深成形研究,通过对比分析优化前后的成形结果,证明了该方法能极大地提高铝合金板的成形质量。     

马鞍形板件冲压成形新工艺

曲面板件在冲压成形时常常发生起皱现象。从曲面板件的几种冲压成形方法出发,讨论了各自的特点,提出了一种新型的曲面板件冲压成形技术,其为多点压板成形冲压工艺与杆系柔性成形模具。杆系柔性成形模具由可重构的杆系组成,若干个可更换的冲压头构成模具冲压型面;冲压过程中模具对板料实施压边、压板与成形,板面压板力提升了板料的抗失稳能力,保证复杂曲面板件的顺利成形。     

基于Pamstamp的5182铝合金发动机罩内板冲压数值模拟

通过三个方向的单向拉伸试验及成形极限试验,获得了5182铝合金的材料性能数据,建立了5182铝合金成形用材料模型。基于Pamstamp软件,建立了铝合金发动机罩内板的冲压数值模型,获得了压边力为1 000 k N,摩擦因数为0. 12时铝合金发动机罩内板的成形性能。研究了工艺参数对铝合金发动机罩内板成形的影响,获得了压边力、摩擦因数对其减薄率和增厚率的影响规律。通过铝合金发动机罩内板冲压试验,验证了数值模拟的可靠性。     

铝合金板料多道次成形极限预测研究

为了解决轻量化车身铝合金板料多道次冲压成形有限元仿真的准确性问题,以各向异性铝合金板料在非线性应变路径下的成形极限预测为研究对象,讨论了预变形对后工序成形极限图的影响,研究了获得预变形均匀应变场的试验方法,引入了与应变路径无关的成形极限预测模型,并介绍了PEPS模型的极坐标转换方法,结果表明：成形极限应力图可以更准确地预测轻量化车身铝合金板料二次加载条件下的成形极限,优于目前仅依赖材料供应态FLD模型的有限元分析准确性。     

润滑条件对拉延筋部位钢板表面摩擦系数的影响

借助拉延珠模拟试验机,分析了6种冲压润滑剂对5种汽车板料成形时拉延筋处摩擦系数的影响。结果表明：不同润滑剂对不同汽车板料成形时拉延筋处的摩擦系数的影响程度不同;随着润滑剂的运动粘度的增加,板料的摩擦系数相应降低;5种板材中电镀锌预磷化板的摩擦系数最低。     

特大型铝合金锥环的冲压成形

在简要分析了某特大型铝合金锥环原有的铸造－车削制造工艺存在不足的基础上，指出对其采用板料冲压成形的必要性，应用冲压工艺理论，计算出了相应的冲压工艺参数。通过进一步分析确定出了两种合理的冲压成形方案，并巧妙地解决了该特大型铝合金锥环实际冲压时设备行程不足的问题。     

某铝合金汽车发动机罩外板冲压成形工艺

针对铝合金材料弹性模量小、在室温条件下的冲压成形性能较差的问题,以铝合金汽车发动机罩外板为例,基于Autoform软件平台分析其冲压成形过程,通过优化型面结构改进零件的成形质量,研究了冲压工艺参数对零件减薄率和回弹的影响规律。结果表明:当采用小的压边力时,板料的减薄较小;在一定范围内,随着压边力的增大,零件的回弹有所减小。最终通过对模具进行型面补偿并结合适当的工艺参数调整,有效地减小了零件回弹。基于结果进行了发动机罩外板的冲压试验,通过模具调试使制件达到生产要求。     

板料多步冲压回弹的数值模拟研究

回弹是板料冲压成形过程中一种常见但很难解决的现象。首先研究了板料弯曲变形中卸载回弹的原理,然后以依维柯侧壁上内板为例,采用动态和静态算法相结合的方法,在考虑每道工序板料回弹的基础上,对其进行多步冲压回弹的数值模拟,最后对模拟结果和实验结果进行比较,验证该模拟方法提高回弹计算精度的有效性,为板料冲压成形工艺的制定提供科学依据。     

某汽车车门内板拉延成形刺破工艺刀具结构参数优化

在某汽车车门内板拉延成形工序中引入了刺破工艺。基于数值模拟结果,采用响应面法对刺破刀具结构参数进行了优化,获得了最优刀具结构参数为:刺破刀轮廓长度100 mm,宽度95 mm,圆角半径65 mm,刺破刀距离车窗区域A左侧壁和上侧壁的距离分别为45、50 mm。研究了刺破工艺对板料局部应力的影响和零件拉延成形性的影响。结果表明:刺破工艺可以显著降低板料易拉裂位置的局部应力,还可以为零件刺破位置附近的易拉裂区域提供额外的板料流入量,从而降低其减薄率和拉裂风险。依据带刺破工艺的拉延成形方案制造了该车门内板拉延模具并进行了零件试生产,发现试验结果与模拟结果一致,得到了表面质量好、无拉裂缺陷的汽车车门内板零件。     

AA6016铝合金热处理及拉深成形工艺研究

以AA6016变形铝合金为研究对象,对其采取了不同的热处理,得出冲压成形性能最佳的固溶和时效处理方式,并研究了拉深速度和压边力等工艺参数对板料成形性能的影响。结果表明,AA6016铝合金冲压成形性能最佳热处理方式为540℃保温40 min的固溶处理及160℃预时效10 min处理,可提高其成形极限,改善AA6016铝合金的成形性能;室温拉深时当拉深速度为3 mm·min-1,压边力大小为1.2 N·mm-2时,拉深成形性能良好,可以得到极限拉深比为1.7,为AA6016铝合金在汽车车身方面的应用提供了理论依据。     

多点压板成形技术及其板料冲压成形工艺

板料在冲压成形过程中常出现起皱现象,这是板料受压失稳的结果。论文提出一种新型的多点压板成形冲压技术,板料在冲压成形过程中,板料的上、下面受弹性压板力的约束,从而可以提升板料的失稳临界应力,减少板料的受压屈曲与起皱。同时研制一种可重构的杆系柔性成形模具,实施多点压板成形冲压工艺。试验表明,这种新型模具可以实施快速重构,同时可以有效地控制板料的起皱,特别适用于中小批量曲面板件的冲压成形加工。     

基于变摩擦系数的铝合金覆盖件冲压成形模拟

使用自主研发的摩擦系数测试设备,测试了不同压力条件下6016铝合金板材的摩擦系数曲线。基于动态显式有限元法,对铝合金发动机罩内板进行冲压成形模拟仿真,计算了成形后零件的FLD图、厚度云图和应力云图等。结果表明,在冲压成形过程中,板料的移动速度先快速增大后急剧降低,随冲压时间不断变化。与固定的摩擦系数值相比,采用变摩擦系数模型计算得到的开裂和起皱量略高。试验结果表明,采用变摩擦系数值的仿真结果能更精确预测零件的成形缺陷。     

预冲工艺孔的板料冲压成形性分析

利用有限元数值模拟技术对预冲工艺孔的板料的冲压成形性进行了分析,得出了工艺孔附近区域坯料的冲压成形的特点及应力、应变的变化趋势.     

6014铝合金U形件弯曲回弹

为了控制并减小6014铝合金U形件冲压过程中的回弹现象、提高成形件的强度和力学性能,对6014铝合金试样进行了弯曲实验,对弯曲后的试样进行时效处理并对其进行分析。弯曲实验研究了板料初始温度、模具工作温度、压边力、弯曲后保压时间4个工艺参数对回弹的影响。实验结果表明,影响回弹的主要因素是成形过程中的板料初始温度和模具工作温度,温度越高,回弹越小。通过逐步回归分析得到回弹量θ和板料初始温度T_1、模具工作温度T_2的关系为θ=5.52206-0.00832T_1-0.00231T_2。分析发现,热冲压成形试样与常温成形试样的硬度相差不大,均与原始板材T4态相近。经过时效处理后,热冲压与常温成形试样的硬度均有提高,但前者的提高幅度更大,经过热冲压-时效处理的成形件的强度更高。热冲压-时效后的成形件的力学性能相比于T4态板材稍有降低。     

冲压速度对铝合金板成形性的影响

以AA6061铝合金为对象,研究了冲压速度对铝合金板成形性的影响。为了研究不同应变率下的屈服应力-应变,本文对DYNAFORM软件内嵌的Cowper-Symonds模型进行了参数估计,以此来表征应变率对屈服阶段真实应力-应变的影响。此外,借助DYANFORM有限元软件,对铝合金板的在不同冲压速度加载模式下的成形性进行了分析,并优化了不同行程下的冲压速度曲线。同时,对不同的冲压速度加载模式进行了试验。结果表明,在0.003~0.3 s-1应变率和相同的应变下,屈服应力与应变率为正相关关系;试验结果与模拟结果基本吻合;采用Cowper-Symonds模型并利用DYNAFORM软件能够有效预测AA6061铝合金板料的成形性,且正弦递增型的冲压速度加载模式更有利于铝合金盒形件的成形。     

基于小波神经网络和粒子群算法的铝合金板冲压回弹工艺参数优化

针对铝合金复杂件冲压后出现的较大回弹缺陷,同时为减少冲压成形工艺参数的优化时间,使用有限元仿真软件DYNAFORM对冲压成形及回弹过程进行数值模拟,在确保数值模拟与试验结果基本一致的基础上,利用代理模型对回弹进行了优化研究。以NUMISHEET'96 S梁为研究对象,凸模圆角半径、凹模圆角半径、压边力、板料厚度作为影响因素,成形后最大回弹值作为成形目标,运用拉丁超立方抽样,通过数值仿真获得样本数据,建立影响因素与成形目标之间的小波神经网络代理模型,利用粒子群算法对该模型迭代寻优获得最优工艺参数。结果表明:小波神经网络能较好地描述板料工艺参数与回弹之间的映射关系,优化后成形件的回弹量大大减小。     

铝合金复杂汽车零部件热成形-淬火一体化工艺参数优化

铝合金热成形-淬火一体化工艺将成形和热处理结合,能同时实现零件尺寸精度和性能的控制,是实现汽车轻量化的主要途径之一。但是在冲压成形尺寸相对较大、形状相对较复杂的铝合金板件时,依然存在各工艺参数难调试的问题。建立了AA6061铝合金的热变形统一黏塑性损伤本构模型,将其用于铝合金汽车B柱热冲压成形模拟,采用BP神经网络构建了工艺参数(板料成形温度,冲压速度,模具间隙)与成形性(最大减薄率,最大增厚率)之间的关系并结合遗传算法实现多目标优化,得到了AA6061铝合金热冲压的最佳成形工艺参数。优化之后,B柱的最大减薄率和最大增厚率分别从56.5%和14.2%降到了13.0%和10.0%,通过优化之后的工艺参数,制得了成形性良好、尺寸精度高的零件。结果证明了基于神经网络和遗传算法的热成形工艺优化方法的可行性和有效性。