拉深过程中压边力分布实验测量方法与数值模拟

通过数值模拟和实验,研究了压边圈结构对冲压成形过程中压边应力分布的影响,建立埋入式压边应力测量系统,对冲压过程中压边圈与板料之间的接触应力进行了测量,结果表明压边圈结构的变化对压边圈和板料之间的接触应力有显著影响,通过合理设计压边圈结构,可以实现在压边圈不同部位施加不同的压边应力,从而改善冲压件的成形性能.     

基于压边力控制方盒形件拉深成形的数值模拟

板料拉深成形的起皱和破裂是拉深成形工件常出现的主要成形缺陷。通过压边圈对板料施加一定的压边力是控制板料塑性流动的有效方法。利用有限元数值模拟方法,在整体压边圈方式、不同的恒定压边力及变压边力加载模式下模拟方盒形件拉深成形材料流动情况。从模拟结果看出:在变压边力加载下,方盒形件拉深成形结果比恒定压边力下的理想。通过压边圈对板料施加变压边力是控制板料塑性流动的一种有效方法,可以抑制板料起皱和延缓破裂以及提高拉深件成形性能。     

基于数值模拟的矩形件成形变压边力曲线确定方法

变压边力技术可以根据成形过程不同阶段的变形特点来设置板料成形所需要的压边力,因此可以充分利用板料成形性能,提高零件成形质量。但是得到复杂零件成形过程中变压边力的形式仍是板料成形领域的难题。该文以矩形件为对象,通过数值模拟技术,提出了基于压边圈位移变化确定变压边力的方法。     

研究单位夺边力值对板料成形性能的影响

主要介绍板料在拉深成形过程中单位压边力值对板料成形性能的影响。研究方法采用仿真技术,指出板料在成形过程中如按最初设定的单位压边力值进行成形,那么,板料成形过程中单位压边力值将逐渐增大,严重影响板料成形极限。如果采用控制板料在成形过程中压边圈下坯料的单位压边力值,将提高板料成形极限。其结论为生产现场提高板料成形性能和表面质量提供了一种可实施的方法。     

板料成形中的新型可控压边力技术研究

板料成形中,压边力是控制板料流动的重要因素。前人大量的研究表明,在拉伸成形的不同行程施加合适的变压边力(VBHF),可有效避免板料成形中起皱和破裂的缺陷。文章基于压边力成形窗口的定义和分析,提出新的控制目标,并采用PID闭环控制策略来优化不同冲压行程中分块压边圈上的压边力。针对一个具有不同角部半径的盒型件进行了闭环的变压边力优化模拟,得到其不同位置的分块压边圈随行程变化的最优压边力曲线,并在变压边力压机上进行实验验证,结果表明,使用铝合金板料并在恒定压边力下难以成形的盒形件,在最优变压边力下成功成形。     

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。     

变压边力对矩形件成形性能的影响

起皱和断裂是板料成形过程的主要失效模式 ,合理控制成形过程中压边力 ,可以消除这些缺陷 ,提高成形性能。本文通过对随位置变化的变压边力作用下的矩形盒拉深过程进行数值模拟 ,研究各部位压边力变化对整体成形性能影响、及其影响范围 ,为分块压边圈的压边力的调整提供一定的依据。     

不同压边力加载模式对盒形件拉深成形的影响

研究了不同压边力加载模式对盒形件拉深成形的影响。以汽车承载底板为研究对象,将其三维模型导入Dynaform软件进行冲压成形模拟,设置了前处理相应的一些工艺参数并得到初步模拟结果。通过设定典型分析数据,分析了整体压边圈及分区压边圈在不同加载模式下的相关结果。研究结果表明:传统的整体压边圈恒定压边力加载模式,结构简单易于实现生产;采取了分区压边圈后,其板料在拉深过程中厚度变化更均匀;整体压边圈变压边力如果采用合适的值对提升零件拉深质量有较显著的改善作用。     

拉延模成形板料气动加弹簧复合柔性托料系统研究

冲压拉延模具成形过程中,考虑到液压垫的减压和预加速,以保证拉延过程的稳定,压边圈与凹模在成形前需要提前30mm左右接触.这样造成板料放置在压边圈上距离凸模有一定距离,板料产生下塌,严重影响成形状态,如图1所示. 当前技术解决方案 针对上文提到的问题,当前技术提供了以下两种解决方案.     

变压边力对铝合金板料拉深成形性能的影响

利用数值模拟软件对5A02铝合金板料进行了随时间变化和随压边圈位置变化的变压边力拉深研究,分析了变压边力对拉深成形性能的影响。研究表明,采用先增后减的压边力可以显著提高铝合金板料的成形性能,但压边力达到最大值的时间有一个合理范围。施加分块压边力时,应根据压边圈相对位置材料流入凹模速度和变形程度来确定各部分压边圈的压边力大小。     

薄板多点成形中的拉裂现象研究

拉裂现象在薄板成形过程中很容易发生。文章采用有限元数值模拟手段,研究了薄板多点成形过程中的拉裂现象,分析了有压边多点成形时鞍形件的拉裂情况,提出了能够避免拉裂的柔性压边成形方式,分析了刚性压边与柔性压边成形时的成形极限与成形效果等,证明了柔性压边成形能够很好地解决板料起皱与拉裂的矛盾关系。当采用刚性压边多点成形时,加大压边力板料可能拉裂,减小压边力板料可能起皱;而采用柔性压边多点成形方式可以有效避免起皱和拉裂的发生,并且大大提高变形量,得到更好的成形结果。     

薄板件多点成形与模具成形时起皱现象的对比分析

起皱是传统冲压成形和多点成形时共有的现象,尤其在无压边成形方式下很容易发生。文章采用有限元数值模拟手段,针对两种多点成形工艺和整体模具成形过程中产生的起皱现象进行了探讨,分析了无压边成形过程中不同的成形工艺对球形件起皱的影响。文章用显式动力学算法进行了数值模拟,结果表明,采用多点模具成形工艺成形1mm厚度的板料时,曲率半径为200mm的成形件起皱明显;但在相同条件下,用多点压机成形工艺的成形件结果良好,甚至成形厚度为0.5mm,曲率半径为150mm的球形件也没有起皱;而在这两种条件下,整体模具成形都有微小的起皱发生。也就是说,多点压机成形方式比多点模具成形方式以及整体模具成形方式效果更好,缺陷少,能够得到更大的变形量。     

变压边力下高强度钢板的回弹研究

回弹是影响板料成形精度的缺陷之一,特别是对高强度钢板控制回弹是板料成形中研究的重要课题。通过对高强度钢板的回弹仿真,证明合适的变压边力能够减小成形后的回弹,并通过实验验证了这一结论的正确性。     

基于Dynaform的汽车前托架成形分析及参数优化

分析讨论了汽车前托架零件的成形工艺及有限元分析前处理中工具体与板料的网格划分;探究了摩擦系数、压边力对板料成形的影响。结果表明,较小的摩擦系数增加了零件的起皱趋势,但对破裂缺陷有较大改善;基于模面破裂危险区的形变分析,对模面修改后进一步进行压边力优化,从而进行了符合实际工艺的多阶段前托架成形优化分析。采用优化后的工艺参数和模面形状进行实际试冲,得到了合格的零件,板料变薄率和增厚率分别在20%与5%的允许范围内。实际试冲与数值模拟的板料厚度应变误差在4%范围内,且板料轮廓收料情况相符。     

Investigation of active-elastic blank holder systems for high-pressure forming of metal sheets

Hydroforming constitutes a subgroup of sheet metal forming processes utilizing a pressurized forming medium. Besides the hydroforming of hollow sections, the high-pressure forming (HPF) of metal sheets is demonstrably one innovative method for the production of complex sheet metal components and offers high potentials to improve the properties and qualities of sheet metal parts. This report describes investigations of a newly developed active-elastic blank holder technology, which is used for HPF of metal sheets. Unlike the use of semi-rigid blank holder systems, the active-elastic blank holder system shows improvements with respect to the material flow in the flange area and reduced sheet thinning in critical corner regions of the work-piece. In addition to numerical analysis concerning the development and design of the active-elastic blank holder, current experimental examinations will be presented. The focus is on a comparative evaluation of the simulation and production of rectangular metal parts, by using conventional semi-rigid tools and active-elastic tools.     

圆锥形零件拉深过程分析及工艺参数的影响

建立了包括板料、凸凹模和压边圈在内的整体分析模型,对锥形件拉深成形过程进行了数值模拟。还将分析结果同实验数据进行比较,揭示了锥形件成形的机理。根据多组工艺参数的对比和分析,得出了板料破裂和起皱的原因,这对于拉深过程的智能控制具有重要的意义。     

镁合金板材的固体颗粒介质拉深工艺参数

提出基于固体颗粒介质成形(SGMF)工艺的镁合金板材差温拉深工艺,并展开试验研究。通过对AZ31B镁合金薄板进行差温拉深成形试验,研究了成形温度、拉深速度、压边力、压边间隙、凹模圆角和润滑条件对拉深性能的影响,确定AZ31B镁合金板料最佳成形工艺参数。结果表明:该工艺可显著提高镁合金板材的成形性能,成形温度及拉深速度对板料拉深性能影响较大,板料最佳成形温度区间为290～310℃,颗粒介质与板料理想温差为110～150℃;压边力和压边间隙对拉深性能产生联合影响;此外,凹模圆角和润滑条件也对拉深性能有一定的影响。当上述工艺参数达到最佳值时成功拉深出极限拉深比(LDR)为2.41的工件。     

一种柔性变压边力的智能冲压过程研究

板料成形时易产生破裂、起皱以及尺寸和形状精度不良的倾向。在伺服压机的基础上,研究一种柔性可变压边力的独立加载闭环控制系统。选择圆筒形工件为模拟对象,利用有限元软件分析圆筒形工件在不同定值下及变压边力下冲压仿真结果。比较得到成形圆筒形工件的最优压边力曲线以及冲压载荷随时间变化的曲线,加载到装置的控制系统,使压边单元与板材始终处于贴合状态。该闭环系统通过压机变载、变行程等不同的运动模式协同柔性压边装置对冲压成形过程进行控制,柔性控制压边力和冲模载荷,来适合零件不同变形阶段的特点。实验证明:该系统可以最大限度提高金属板材成形性能,不仅防止了板材变薄在尾部产生褶皱以及工件拉裂的情况,而且可以提高板材拉深极限。