镁合金板热拉深模具设计及应用

为测定镁合金的极限拉深比,根据圆筒拉深件成形的特点,设计了可实现差温变形的拉深模具。凹模与压边圈采用加热棒进行加热,最高温度可达300℃,以提高板坯的成形性能;凸模中通入冷却水,使完成弯曲变形进入到筒壁传力区的板料快速降温以提高其强度。利用该模具,分别对5083铝合金和AZ31镁合金进行了圆筒极限拉深比的测定试验,验证了该模具系统的可靠性。     

摩擦系数对高强度钢弯曲件回弹的影响研究

基于Dynaform软件对高强度钢弯曲件冲压成形过程进行了模拟分析,包括分别改变凸模、凹模和压边圈与板料之间的摩擦系数。模拟后得出弯曲件的回弹结果。结果表明,凸模与板料之间的摩擦系数为0.4,凹模和压边圈与板料之间的摩擦系数为0.15时弯曲件的成形质量较好。     

模具温度对铝合金板拉深性能的影响

借助商用有限元仿真软件ABAQUS,采用热力耦合有限元法对汽车用铝合金板5083-O的圆筒件温拉深过程进行数值模拟.在此基础上,利用试验设计方法,分析初始温度布置对拉深能力的影响,并给出拉深件破裂失效形式.研究结果表明,凸模底部和凹模法兰的温度决定着铝合金板拉深能力,在凹模法兰处于较高温度250℃而凸模底部处于室温的拉深模式中,临界凸模行程最大;而拉深件的破裂失效即可能出现在凸模圆角区附近,也可能出现在凹模圆角区附近.可见,差温拉深中温度布置对发挥板料成形能力十分重要.     

带双浮动机构的汽车外板冲切、弯曲一体模具设计

汽车外板冲压件的生产方式为先滚压出所需型材,后利用冲压模具进行切断的同时对其截面进行直弯曲。针对后者,利用双浮动机构实现同一工位的两种工序——冲切分离与弯曲成形的冲制。为有效解决冲裁毛刺突出问题,凸、凹模刃口形状按照型材截面走势进行设计,实现与型材协同冲切;为有效降低冲裁力,冲切凸、凹模采用波纹斜刃结构;为使废料能够顺利排出,凸模局部采用三角形状尖凸刃口,实现无凹模废料分段冲切;鉴于在冲切后的缺口处进行直边弯曲时,缺口外角部出现弯曲瘤,因此,采用局部冲切—直弯曲—完整冲切的模式;针对弯曲回弹大于90°,通过对凸模刃口进行角度负修正—过渡校正,实现对回弹角的控制。冲切、弯曲一体模具已完成试制并投产,能够满足冲压件生产的相关工业要求。     

弯曲U形件的回弹补偿方法

弯曲U形件的最常用回弹补偿方法是将弯曲角大于给定角,即增大一回弹角。依靠多弯一个回弹时的回弹补偿方法有下列几种。即修正凸模工作面间的α角;在凸模端面上做成圆弧形内凹;先由凸模运动弯曲冲件的中部,然后在最终弯曲工序中校直;弯曲并在过程最终阶段靠凹模向凸模方向移动而挤压冲件两直边;在凸模运动方向弯曲冲件的中心部分,然后在过程最终阶段校直。上述各种方法在某种程度上可以补偿回弹,但要作大量的调整工作。若材料的机械性能     

AZ31B镁合金方盒形件拉深成形工艺参数研究

针对AZ31B镁合金方盒形件进行拉深成形工艺试验,分析了单个工艺参数的变化对盒形件拉深成形过程的影响,在其他因素不变的条件下,凹模温度在150~300℃范围内,成形深度随温度升高而增大,在300℃时成形深度达到最大值;凸模温度保持在120℃左右,差温拉深效果较为明显;压边间隙调整到1.3t(t为板材厚度)时,拉深深度最大;拉深速度在30 mm·min-1时成形深度最大。确定了影响拉深成形深度的各工艺参数的先后顺序为:压边间隙、凸模温度、凹模温度和拉深速度。运用正交试验方法进行各工艺参数优化组合,结果表明,采用最优工艺参数组合可以提高AZ31B镁合金方盒形件拉深成形的成形深度。     

航空座椅连接件多工位级进模设计北大核心CSCD

根据航空座椅连接件的形状、尺寸、材料以及生产要求,对其进行冲压工艺分析。设计了由4个冲裁工位、4个弯曲工位、2个翻边工位、1个压型工位、1个切断工位和2个空工位构成的排样方案。该排样采用单侧载体,步距为50 mm,材料利用率为45.1%,提出采用多工位级进模进行生产。由于该工件的结构中弯曲成形较多,回弹不易控制,对其材料的回弹角进行了仿真,在弯曲成形中考虑了回弹量并进行模具补偿。为了便于维修和拆卸,采用直通式异形凸模,采用悬挂式销钉固定;圆孔冲裁凸模采用阶梯台肩固定,凹模均采用镶块式结构;并采用定位销进行定位,保证了模具精度。经过试模生产,多工位级进模的结构设计合理,能够满足零件的精度要求。     

基于凸模凹模圆角半径的改变解决支撑件回弹

以HSLA420高强钢U形结构支撑件为研究对象,在使凸、凹模的间隙、摩擦因数、压边力等因素对其回弹影响最小的基础上,用Dynaform软件对成形及回弹过程进行模拟,研究凸、凹模圆角半径变化时支撑件回弹值的变化。采用单一变量法,分别以不同大小的凸、凹模圆角半径为自变量,相应支撑件两臂之间的回弹值为因变量,作出凸、凹模圆角半径-回弹值的曲线,分析凸、凹模半径变化时回弹值的变化规律,并选择合适的凸、凹模圆角半径使支撑件的回弹值接近零,能够不用整形或仅需一次整形将支撑件的圆角部分调整到符合工艺要求的尺寸,避免多次整形造成圆角处材料过度变薄,造成冲压件出现裂纹等缺陷。     

非连续性结构对DP980高强钢板弯曲回弹的影响

为研究非连续性结构对弯曲回弹的影响规律，以DP980高强钢板为研究对象，开展了不同非连续性结构板材弯曲过程的有限元数值模拟，分析了不同凹槽厚度、宽度以及位置对弯曲回弹的影响规律，并进行了U型弯曲试验验证。结果表明：合理的非连续性结构可以减少弯曲成形件的回弹；U型弯曲回弹角随着凹槽厚度的增加逐渐增大，随着凹槽宽度的增加逐渐减小；在相同的凹槽厚度和宽度下，凹槽位置设在凸模圆角处时，回弹角比凹槽位置设在凹模圆角处时大。实验与数值模拟结果变化趋势基本一致。     

成形工艺参数对U形件回弹影响的仿真分析

针对U形件弯曲回弹问题,在Abaqus软件中建立6061铝合金薄板U形件拉延成形二维有限元模型,使用Numisheet’ 2011会议回弹测量方法和成形极限图缺陷判据,研究U形件成形过程中单工艺参数对回弹量的影响,通过L_9(3~4)正交试验获取U形件回弹控制最优工艺参数组合。结果表明:不改变其他成形工艺参数,U形件回弹量随着凸、凹模圆角半径或拉延深度的加大,总体呈上升趋势,随凸、凹模间隙值的减小总体呈下降趋势;U形件回弹量随"凸模-板料"摩擦因数的增大而增大,随"凹模、压边圈-板料"摩擦因数或压边力的增大而减小;成形工艺参数影响U形件回弹量的主次顺序依次为"凹模、压边圈-板料"摩擦因数、"凸模-板料"摩擦因数、凸、凹模间隙值、压边力,以优水平工艺参数组合A_2B_3C_1D_3进行成形模拟,U形件法兰端部最大位移偏移量为0.84 mm,回弹控制效果明显。     

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。     

Springback characteristics of steel sheets for warm U-draw bending

The purpose of this study is to investigate the characteristics of springback for various process conditions of the U-draw bending operation. The process variables are the forming temperature and the tool geometry, including punch profile radius (Rp) and die profile radius (Rd). In order to control springback, the use of a warm forming method is applied. For the warm draw-bending, five steps of temperature ranges, from room temperature to 200°C, were adopted. Two kinds of steel sheets, cold rolled carbon steel (SCP1, for general purposes in the automobile industries) and TRIP (transformation-induced plasticity) steel, were adopted. TRIP steel was the newly developed high-strength steel sheet. The results indicated that elevated temperature and the geometry of tools in the two kinds of steel sheet affected the springback.     

前挡板支架弯曲翻边成形模拟及模具设计简

结合前挡板支架形状特点及工艺分析，设计了凸凹模结构，并基于DYNAFORM软件反求得到准确的坯料尺寸，通过对坯料的弯曲翻边仿真模拟，预测了成形中易出现的拉裂、起皱、回弹等缺陷，据此优化了工艺参数，改进了凸凹模结构。最后采用CATIA软件设计了前挡板支架弯曲翻边整体模具，实践证明，该模具能生产出良好制件。     

V-bending studies on sintered copper powder metallurgical preform sheets

Sintered sheet specimens of copper of varying mean preform densities were free-bent with four V-bending punch radii and dies to obtain free bending force and the springback, for comparison with their wrought equivalents. The objective of the above testing was to highlight the influence of porosity in accommodating the springback. Following the free bending, die bending was performed to arrive at the optimal die force to ensure minimal springback.     

Experimental studies of deep drawing of AZ31B magnesium alloy sheet under various thermal conditions

The effect of temperature and temperature gradient within the blank on formability of AZ31B-O magnesium alloy is investigated. The effect of blank size on the success of isothermal deep drawing is studied. As blank size increases, forming under isothermal conditions becomes more difficult. To address this issue, non-isothermal forming is investigated and a formability window is identified in which the temperature at the punch nose must lie below the flange temperature to promote enhanced drawability, but above the temperature for activation of non-basal slip systems (to avoid low temperature fracture). The effect of punch speed on the forming forces, thickness and strain distribution within the formed cup is also investigated. At higher punch speeds, small cracks initiate at the punch radius region which increases the possibility of failure. Finally, the fracture surfaces from each thermal condition are observed using scanning electron microscopy. It is demonstrated that the fracture mechanism during deep drawing of magnesium alloy AZ31B is dependent on the forming temperature which controls the active deformation mechanisms.     

单元尺寸对回弹仿真的影响机理研究

在冲压成形仿真中,单元尺寸对回弹计算结果影响很大,但其影响机理并不清楚。文章在圆底U型件的回弹试验基础上．建立了对于应该试验的只有板料单元尺寸不同的3个仿真模型。在冲压仿真和回弹仿真后,比较了模型中板料上的同一点的应力应变曲线．以及回弹计算结果与试验结果,分析了在模具弯曲部位成形末期不同单元尺寸的板料和弯曲模具表面的接触关系。研究表明,在成形过程中,板料弯曲部位节点的应力在成形过程中已经部分释放,使回弹值减小,此种情况下,为了提高回弹预测精度,板料必须采用较小的单元尺寸;在成形末期板料受到校正力的作用,使回弹计算值进一步减小,在这种情况下,模型中应设置合理的凹凸模间隙。     

基于有限元法的油孔卡环弯曲回弹分析及控制

随着对冲压件尺寸精度要求的不断提高,精确预测给定冲压件的回弹量大小显得非常重要。借助Dynaform软件对油孔卡环弯曲后的回弹规律进行了数值模拟,分析回弹产生的原因和影响因素,并利用正交实验找出制件最小回弹的条件组合。结果表明:在凸模圆角半径、活动夹块圆角半径、接触间隙、摩擦因数这4个因子中,凸模圆角半径对油孔卡环回弹的影响最大;最优成形参数为:凸模圆角半径30 mm、夹块圆角半径29 mm、接触间隙为1.1 mm、摩擦因数0.3。     

基于BP神经网络的条带刚凸特征回弹预测

为了研究核燃料组件格架的条带刚凸特征的回弹量与压边力、冲压速度、凸凹模间隙、摩擦系数等冲压工艺参数之间的关系,首先,获取包含50个GA拉丁超立方抽样的数据点以及10个随机抽样的数据点的数据集,前者作为训练集、后者作为测试集。将前者输入到BP神经网络进行训练,后者验证训练模型的精度。最后,通过响应面图研究各因素之间的交互作用以及各因素的敏感程度。结果表明:BP神经网络能够有效预测刚凸回弹量与冲压工艺参数之间的关系,相对于其他因素,压边力对回弹量的影响特别明显,冲压速度对回弹量的影响不明显,但与凸凹模间隙和摩擦系数有明显的交互作用。     

Parametric analysis of warm forming of aluminum blanks with FEA and DOE

1 Introduction Warm forming of lightmass materials has been investigated as an alternative manufacturing process to achieve higher formability compared with forming at room temperature due to a substantial increase in material ductility[1?8]. SHEHATA et a…     

Springback characteristics in U-channel forming of tailor rolled blank

Residual stress developed during the rolling process of tailor rolled blank (TRB) can affect the springback of finished parts considerably. Springback characteristics of unannealed and annealed TRBs were investigated by means of numerical simulation and experiments taking U-Channel as an example. TRBs were annealed by the annealing process (700 ℃, holding time 10 h), then stamping and springback processes of unannealed and annealed TRBs were simulated, and corresponding experiments were also carried out. Effects of the transition zone length, the blank thickness, the friction coeffcient and the die clearance on the springback of TRB were analyzed. The results demonstrate that the springback of TRB annealed at 700 ℃ for 10 h reduces significantly. For unannealed and annealed U-Channels, the springback of TRB U-Channel is in direct proportion to the die clearance and is in inverse proportion to the transition zone length, the blank thickness and the friction coeffcient. Springbacks of the thinner monolithic (uniform thickness) blank, the thinner side of TRB, the thicker side of TRB and the thicker monolithic blank are sorted in descending order.