工艺参数对TAO半球件冷拉深成形的影响规律

以TAO薄壁半球形零件冷拉深成形为研究对象,采用数值模拟与试验研究相结合的手段,在研究该拉伸成形过程中零件的应变及壁厚分布规律及组织演变规律的基础上,对破裂、起皱缺陷位置进行了预测.同时,采用正交试验分析方法,研究了单位压边力、摩擦系数、凹模圆角半径和凸凹模间隙等工艺参数,对该拉深成形过程的影响规律.结果表明,单位压边力、摩擦系数、凹模圆角半径对拉深过程均有显著影响,其中贡献率分别为凹模圆角半径41.04%,摩擦系数30.27%,压边力24.68%.     

影响拉深过程摩擦因素的实验研究

本文运用探针测试法,测量拉深过程不同因子影响下的摩擦系数值,得出拉深摩擦系数受润滑剂,压边力,毛坯直径,凹模圆角半径、凸模圆角半径以及凸、凹模间隙影响的规律。     

抛物面形件拉深成形有限元分析与正交优化

分析了影响抛物面形件成形性能的主要因素:压边力、板厚、冲压速度、摩擦系数以及凹模圆角半径。借助Dynaform软件对抛物面形件拉深成形进行了单因素分析,得到了合理的压边力、板厚、摩擦系数和凹模圆角半径取值范围。采用正交实验方法进行了多因素的正交优化分析,得到了最优的参数组合。     

圆筒拉深件形状与厚度变化数值模拟分析

借助Dynaform软件,模拟分析了在不同拉深凹模圆角半径情况下,模具间隙及压边力等工艺参数对直壁圆筒拉深件外形尺寸及侧壁厚度的影响规律,并得到了该拉深件最优的凹模圆角半径参数,其值比经验公式计算结果小。通过进行两个不同凹模圆角半径的对比拉深试验,验证了数值模拟结果相对于经验公式的准确性和科学性,从而为该类零件拉深工艺方案的优化提供参考。     

工艺参数对镀锌钢板成形性能影响的试验研究

充分发挥计算机数值模拟试验与物理试验相结合的研究方法的优点，针对影响汽车用热镀锌钢板拉深成形性能的主要工艺参数(凹、凸模圆角半径、压边力、摩擦系数)进行正交试验，得出该4种工艺参数对汽车用热镀锌钢板成形性能影响的显著性指标，并对该种板料拉深成形工艺组合进行了优化。     

基于正交试验的S梁冲压成形分析

板材在冲压成形过程中,复杂结构零件会产生很多缺陷,如起皱,拉裂及卸载后工件的回弹,严重影响了冲压件的成形精度。采用数值模拟与正交试验相结合的优化分析方法,研究了S梁覆盖件冲压成形工艺的优化。依据正交试验方案,以凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力为研究因子,最大减薄率、最大增厚率为评价指标,采用有限元软件Dynaform进行冲压成形模拟。最终得到了最优的凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力等工艺参数组合。     

基于ABAQUS的高强钢矩形件拉深成形工艺的研究

以矩形拉深件为研究对象,利用ABAQUS有限元分析软件对高强钢矩形件拉深成形过程进行了数值模拟,揭示了模具间隙、凹模圆角半径、摩擦系数和压边力这四个工艺参数对高强钢矩形件拉深成形性能的影响规律,并利用正交试验对这四种工艺参数组合进行了优化,得到了较优的方案。研究成果能为模具设计提供理论基础。     

无凸缘球底筒形件成形工艺优化设计

在对无凸缘球底筒形件成形分析的基础上,建立球底区域的应力模型,并获得平衡微分方程。对球底区进行应力分析,确定压边力、凹模圆角半径、摩擦系数等影响球底圆筒形零件成形极限的重要因素。根据成形方案,首先进行数值模拟成形,并对模拟结果进行综合分析,确定压边力、凹模圆角半径、摩擦系数等参数对球底圆筒形零件变薄率和凸耳值的影响;然后通过实验验证,实现无凸缘球底筒形件成形时无切边工序的工艺优化。研究结果表明,凹模圆角半径越小,对控制球底部位内皱的效果越好,降低摩擦系数能够有效降低成形中的凸耳尺寸。     

基于Dynaform软件和正交试验相结合的拉深工艺参数优化

这针对筒形拉深件在试模中出现的零件起皱问题,采用正交试验的方法研究坯料形状尺寸、压边力、凹模圆角半径和摩擦系数这4个因素及水平对起皱的影响.通过Dyanform软件对正交试验安排进行模拟,得到了试验的考查指标“最大增厚率”.将“最大增厚率”与各工艺参数进行趋势图对比分析,得到了该零件的最佳工艺参数组合为A3B1C1D2,坯料形状尺寸、压边力、凹模圆角半径和摩擦系数这4个因素的水平分别Φ215 mm,35 kN,R4 mm和0.125.根据得到的最优工艺参数组合修改模具结构,再次试模得到了合格产品,解决了零件的起皱问题.     

椭球封头冷拉深缺陷分析

起皱、局部壁厚过度减薄是封头冷拉深常见的缺陷,严重制约着拉深封头质量、成形极限的提高以及生产过程的正常进行。文章采用ABAQUS软件建立椭球封头拉深成形的三维有限元模型,并验证该模型的可靠性;发现了椭球封头拉深过程中易于出现的悬空区起皱和过度减薄两种缺陷,并分析了其形成机理,同时研究了工艺参数对缺陷产生的影响规律。研究发现,悬空区承受双向压应力区域的范围与周向压应力的大小对起皱影响明显,而切向拉应力对壁厚的减薄影响显著。增大压边力、摩擦系数和减小凹模圆角半径,可减小悬空区承受双向压应力区域的面积和周向压应力值,进而减小起皱的倾向,而过大的压边力、摩擦系数和过小的凹模圆角半径,则导致悬空区切向拉应力过大,可加剧壁厚的减薄。     

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.     

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。     

Numerical simulation and analysis on the deep drawing of LPG bottles

Deep drawing is one of the most used sheet metal forming processes in the production of automotive components, LPG bottles and household goods, among others. The formability of a blank depends on the process parameters such as blank holder force, lubrication, punch and die radii, die-punch clearance, in addition to material properties and thickness of the sheet metal. This paper presents a numerical study made on the deep drawing of LPG bottles. In particular, the application of both variable blank holder forces and contact friction conditions at specific location during deep drawing are considered. The numerical simulations were carried out with DD3IMP FE code. A variable blank holder force strategy was applied and the numerical results were compared with results from other blank holder force schemes. It is evident that the proposed variable blank holder force scheme reduces the blank thinning when compared to other schemes; the friction coefficient also has a significant influence on the stress–strain distribution.     

A Method for evaluating limiting drawing ratios

Sufficient data have now been generated to assess the influence of material, process, and tooling variables on the limiting drawing ratio, when deep drawing cylindrical cups from circular blanks. The influence of these parameters is less well understood in the deep drawing of nonaxisymmetric cups, and the data that exist have generally been collected from drawing tests. A theoretical approach is presented for predicting the limiting drawing ratio when deep drawing prismatic cups. For a given blank geometry, the drawing load is calculated to plastically deform the flange, overcome friction between the flange and the blank holder, and to bend the material over the die radius. Deformation in the cup wall is ignored. The onset of yielding in the flange is determined using a finite-element code. The calculated drawing load is compared to a theoretical maximum, and when the two values coincide, this yields the limiting blank size under the assumed processing conditions, i.e., blank holder force, die radius, blank shape, and coefficient of friction. The theoretical predictions were compared with experimental results when deep drawing square cups from optimum blank shapes, and the correspondence was found to be acceptable.     

铝锂合金的温热拉深成形性能

在数值模拟研究压边力、毛料直径、凸凹模圆角半径、变形温度等对5A90铝锂合金板材拉深成形影响的基础上,采用正交试验设计方法对拉深成形工艺参数进行优化设计,并进行相应的拉深成形试验。研究表明,变形温度对拉深成形影响最显著,其次是毛料大小的影响,而变形速度和压边力的大小对拉深成形影响较小。通过对试验结果的计算、分析和总结,获得了5A90铝锂合金板材拉深成形的最佳工艺参数组合,在最佳工艺参数条件下,铝锂合金的极限拉深系数达到了0.45。     

板材拉深成形过程中摩擦条件与压边力设定关系研究

利用“板料拉深成形摩擦系数测试系统”,研究不同种类的润滑剂在不同压边力值设定条件下,拉深过程中的摩擦系数与压边力、拉深力与压边力之间的关系。从两种实验用坯料物理模拟的结果得知：实验用的油基润滑剂其粘度值越大,拉深性能越好,受压边力数值设定的影响也越小;坯料尺寸的增加使拉深成形变得困难,但对摩擦系数的影响很小。该研究结果有助于生产现场中润滑剂的选用和最佳压边力数值的确定。     

椭球形制件复合成形规律的研究

采用理论分析、数值模拟与实验验证相结合的方法,对椭球形制件的复合成形规律进行了研究。建立了应力分界圆半径的数学表达式,理论分析表明,应力分界圆半径的大小与板料的初始尺寸、厚度、摩擦系数、压边力大小和凹模圆角半径等因素有关。当压边力、坯料尺寸以及摩擦系数加大,而相对圆角半径减小时,应力分界圆半径变大,复合成形中胀形成分加大;反之,应力分界圆半径减小,拉深成分增加,揭示了复合成形的阶段性特征。数值模拟结果表明,应力分界圆半径是动态变化的,椭球形制件复合成形具有明显的阶段性特征,没有直线段的椭球形制件的成形可分为纯胀形、以胀形为主的胀形-拉深复合成形和以拉深为主的拉深-胀形复合成形3个阶段;在成形的第Ⅰ、Ⅱ阶段初期,坯料尺寸和压边力的大小对应力分界圆半径影响不大;在第Ⅱ阶段后期和第Ⅲ阶段,随毛坯尺寸和压边力的增大,应力分界圆增大。在变形过程中存在两个可能发生失稳起皱时刻,即第Ⅱ阶段初期和第Ⅲ阶段初期。试验验证了理论分析和数值模拟所得的结果。     

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。     

板料拉深变压边力系统

结合型号为HHP28-120双动薄板拉深液压机的现状，对原有下顶出缸的液压油路控制系统进行一系列改进，采用高精度比例溢流阀控制下顶出缸的压力和高精度传感器采集顶出缸油压。使原有下顶出缸在工控机控制下能够提供可控变化的压边力大小，进一步结合可实时测量真实压边力大小和摩擦系数的探针式传感器，以不同的变化率变化该处的压边力大小，最后通过分析研究变压边力对不同拉深成形性能评估参数的影响显著性，来判断最优变压边力的加载模式。     

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。