基于正交试验的前围板拉延成形工艺参数优化

针对某车型前围板的拉延成形工序进行研究,采用正交试验进行试验方案设计。以最大减薄率φ1和起皱评价函数φ2作为优化目标函数,压边力F、摩擦系数μ和凹模下压速度v作为影响因素进行多目标优化,最终得到最优参数组合:F=600 k N、μ=0.125、v=15 mm·s~(-1)。通过在工厂实际试模中检验,能够获得合格的零件。将数值模拟结果和实际试模进行对比,发现数值模拟结果和实际试模一致,零件无拉裂缺陷,零件局部起皱,起皱区域主要位于切边线以外。试验表明,将数值模拟和正交试验相结合可以有效对冲压成形工艺参数进行优化。     

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。     

拉胀工艺参数对半球形件成形极限的影响研究

为了提高半球形件拉胀成形的成形极限,研究了拉胀工艺参数压边力、摩擦系数、冲压速度以及凹模圆角对拉胀成形极限的影响规律。通过数值模拟分析与正交实验设计相结合的研究发现:影响成形极限最大的因素是压边力,其次是凹模圆角和摩擦系数,而冲压速度对成形极限的影响程度相对较弱;成形极限高度随着压边力、摩擦系数以及冲压速度的增加而降低,而随着凹模圆角的增大而增大。综合分析,为了提高半球形件拉胀成形极限,最合适的压边力为20 k N,凹模圆角为12 mm,摩擦系数为0.125,冲压速度为2000 mm·s-1。最后通过工艺实验表明,试验结果与模拟结果相一致,大大提高了半球形件的拉胀成形极限。     

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。     

某新能源汽车外板件的工艺参数优化

针对某新能源汽车车尾门外板成形过程中易发生的起皱、破裂和成形不足等缺陷,借助试验软件Design-Expert和数值模拟软件Auto Form对该车尾门外板进行试验设计。试验设计时,将摩擦系数μ和成形时的压机下行速度v、压边力F_b作为优化因素,以最大减薄率、最大增厚率和成形不足比作为评价目标,对其工艺参数进行优化,借助多目标优化,得出最优的参数组合为:摩擦系数μ=0.15、成形时的压机下行速度v=10 mm·s~(-1)、压边力F_b=1.6×10~3k N。最后采用试模进行验证,并对得到的零件进行检测,零件无拉裂和起皱缺陷,且成形充分,表明本文所提出的方法可以有效地为汽车外板件模具开发提供参考。     

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。     

汽车后地板工艺参数优化

汽车覆盖件冲压成形过程中,有诸多工艺参数对零件的成形质量有着重要的影响。以某车型后地板为例,采用正交试验的方法研究压边力、冲压速度、模具间隙、摩擦系数4个工艺参数对最大变薄率和最大增厚率的影响大小。试验表明,各因素对目标的影响程度各不相同。对最大变薄率的影响由强到弱依次为摩擦系数、压边力、模具间隙、冲压速度;对最大增厚率来说,压边力影响最大,摩擦系数次之,模具间隙和冲压速度对最大增厚率影响不大。在正交试验的基础上对4个工艺参数进行优化,通过对优化后工艺方案进行有限元模拟可以发现,最大变薄率和最大增厚率都得到了有效控制,并且零件的成形质量较好。     

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。     

汽车后桥壳冲压成形分析及实验研究

针对汽车后桥壳实际冲压成形中存在的缺陷,基于DYNAFORM软件对后桥壳冲压成形过程进行数值模拟,分析了压边力、冲压速度对冲压成形的影响。设计了正交实验优化工艺参数,以最大减薄率为评价指标,选取冲压速度、压边力、摩擦系数、凹凸模间隙为因素。结果表明,各因素对最大减薄率影响的主次关系依次为冲压速度、摩擦系数、压边力、凹凸模间隙。最优成形工艺参数为:冲压速度为1000 mm·s~(-1)、压边力为300 k N、摩擦系数为0. 12、凹凸模间隙为6. 2 mm。在最优工艺参数下,制件的最大减薄率为14. 35%,最大增厚率为8. 38%,模拟结果的成形质量良好,并进行实际的冲压成形实验,实际制件与有限元模拟结果相比,最大减薄率误差为7. 65%,最大增厚率误差为0. 6%。制件无破裂、起皱,表面质量良好,模拟结果与实验结果基本吻合。     

基于多目标粒子群算法的冲压成形工艺优化

基于Pareto最优解集的多目标粒子群优化算法和有限元方法,提出了一种解决板料冲压成形工艺优化的方法。以方盒件冲压成形为例,将最大增厚率和最大减薄率作为目标函数,以压边力、模具间隙、摩擦系数、冲压速度和凹模圆角半径作为设计变量,建立多目标数学模型。首先运用正交设计安排有限元仿真,然后利用RBF神经网络建立冲压成形工艺参数与厚度变化率之间的近似模型,再利用基于Pareto最优解集的多目标粒子群优化算法对冲压工艺参数优化得到一组非劣解集,最后从非劣解集中选取一组最优粒子。结果表明,利用该方法能快速、有效获得最优参数,起皱现象明显改善,避免产生破裂。     

基于正交实验的门槛内板件拉延成形工艺参数优化

针对某汽车门槛内板成形过程中易发生的起皱和破裂等缺陷,通过正交实验方法进行实验方案设计,并借助板料成形的有限元模拟软件Autoform进行工艺参数优化分析。实验中将拉延成形过程的压边力F、摩擦系数μ和成形时压机下行速度v作为优化因素,以最大起皱准则指标和最大减薄率作为评价目标。采用Design-Expert软件对正交实验结果进行优化处理,得到多目标优化,得出最优的参数组合为:压边力为1.3×106N,摩擦系数为0.125和压机速度为15 mm·s-1。并采用实验进行验证,结果表明有限元模拟结果和实验基本吻合,表明正交实验和多目标优化可以有效地对板料成形进行优化。     

基于Dynaform的铝合金汽车地板梁成形分析及工艺参数优化

为实现汽车的轻量化,对某轿车的铝合金地板梁的拉延成形进行研究,运用Dynaform软件对其成形过程进行模拟分析,研究了压边力F、摩擦系数f、冲压速度v及凸凹模间隙c对地板梁成形的影响规律。对上述4个工艺参数进行了正交优化,获得了最优的工艺参数组合:压边力1200 k N,摩擦系数0. 12,冲压速度2000 mm·s-1,模具间隙2. 835 mm。最终制件的成形效果良好,最大减薄率为21. 01%,最大增厚率为6. 25%。在模拟分析及正交优化的基础上对制件进行了实际的拉延试验,实际拉延制件的最大减薄率与最大增厚率与模拟结果的误差分别为2. 4%、6. 2%,均符合制件的质量评价标准。     

汽车翼子板拉深成形模拟及工艺参数优化

以汽车翼子板为研究对象,采用有限元分析软件Dynaform对其拉深成形过程进行了模拟。针对拉深成形过程中出现的破裂和起皱等缺陷,选取压边力、冲压速度、板料厚度、摩擦系数4个重要成形工艺参数进行正交试验及参数优化,模拟结果表明,最优拉深成形工艺方案为:压边力1600kN、冲压速度3000mm·s-1、板料厚度1.0mm和摩擦系数0.10,得到零件的最大变薄率为27.7%,最大变厚率为8.5%。采用优化工艺方案进行汽车翼子板拉深试模,成形件质量较好,经检测零件最小壁厚0.728mm,最大壁厚1.08mm,试模结果与有限元模拟结果基本一致。     

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。     

基于正交试验的车身加强板拉延成形多目标优化

以汽车车身加强板为研究对象,针对其拉深成形过程中容易拉裂和起皱的问题,采用正交试验进行多目标优化试验方案的设计,以拉裂评价函数Φ1以及起皱评价函数Φ2作为目标函数,以压边力F、摩擦系数μ、分段式拉延筋的阻力系数P1和P2作为多目标优化影响因素,建立多目标优化模型,通过期望值的大小比较最终得到最优方案为:F=1400 kN、μ=0.12、P1=0.05、P2=0.3。最后在实际试模验证中得到的零件成形质量良好,满足零件实际使用的要求。     

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。     

基于灰色系统理论的隔热件成形优化

通过对压边力、摩擦系数、锁模力和拉延筋高度等影响零件成形质量的参数进行正交试验,设计多组试验方案,获得成形零件的最大减薄率和成形力;基于灰色系统理论,计算目标函数的关联系数和关联度,将多目标函数通过关联度值转换为单目标函数的问题。通过灰色系统理论对成形工艺参数进行优化,获得了优化工艺参数组合。以压边力为210 k N、摩擦系数为0.08、锁模力为340 k N以及拉延筋高度为3 mm,在JH21-315B压力机上进行试验,结果显示,最大减薄率得到控制,隔热件成形质量得到提高,与此同时,验证了上述成形工艺参数组合和灰色系统理论优化的可行性。     

汽车尾灯安装加强件拉延成形工艺参数优化

针对某汽车尾灯安装加强件在拉延成形过程中出现的起皱、开裂缺陷,设计了全包围式分段拉延筋和局部单段式拉延筋两种方案;为了更好地判断成形零件的开裂和起皱风险,以最大减薄率Y_1和起皱趋势函数Y_2为评价标准,使用中心复合试验和数值模拟结合的方法,建立相关的响应函数。通过多目标优化,获得了带局部单段式拉延筋的拉延成形方案最优工艺参数组合:拉延筋阻力系数分别为X_1=0. 14,X_2=0. 30,X_3=0. 32,X_4=0. 39,压边力F=200 k N。以数值模拟和实际试模结果为参考,验证了以最大减薄率Y_1和起皱趋势函数Y_2为评价标准、以拉延筋系数和压边力为优化因素的多目标优化方法的有效性。通过拉延筋排布方案对比,采用局部单段式拉延筋不仅可以获得合格零件,同时还能降低模具开发的工作量。     

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。     

杯形件冲压成形优化的研究

使用3参数Barlat-Lian屈服准则,通过有限元软件模拟杯形件的拉深成形,获得压边力、凹模圆角半径参数与破裂、起皱、厚度最大变薄率之间关系的数据;通过多元非线性回归处理,分别建立压边力、凹模圆角半径参数与破裂、起皱、最大变薄率的目标函数模型.进一步运用层次分析法求出各目标函数的权重,将多目标函数转化为单目标优化的数学模型,求出成形工艺的参数优化解.最后通过模拟和实验验证杯形件的成形,证明了该方法的可行性.