先进高强度钢拉深工艺参数优化

以厚度为0.8 mm的DP1180先进高强度钢板料拉深成形为例,利用HIF-60小松伺服压力机的拉深成形系统速度和压边力可调的特点,对其进行拉深极限测定实验。通过室温下的拉深实验得到了该板料在室温下的极限拉深直径为Ф54.50 mm,极限拉深比LDR为2.07。通过只改变单一变量,进一步研究了在不同的压边力、冲压速度以及润滑条件下的极限拉深直径,以及对应的各工艺参数下的LDR值。通过正交实验来设计优化方案,通过方差分析得到了影响先进高强度钢DP1180拉深工艺的因素的主次顺序为:压边力润滑冲压速度,通过极差分析得到了最优参数组合为:压边力为10 kN、采用油脂润滑、冲压速度为5 mm·s~(-1)。对优化后的参数组合进行验证,实验表明:优化后的拉深成形件成形效果良好,无明显缺陷,且室温下的极限拉深直径增大为Ф55.75 mm,极限拉深比增大为2.12。     

滑块速度对DC06极限拉深系数的影响

基于测定DC06钢极限拉深系数,在KOMATSU H1F-60伺服压力机上进行滑块速度对极限拉深系数影响的实验,研发了"冲压成形性能测试系统",该系统可实现工艺曲线预存与调用、滑块运行曲线可以在正弦的基础上任意修正,具有能够实现最佳工艺条件、控制精度高及滑块位置精度在0.01mm、压边板、上模装有力传感器等特点,能够保证实验操作可行性及所得数据的精确可靠性。进行了多组实验及验证,以降低实验结果偶然性;实验结果与数值模拟结果对比表明,当滑块速度小于70%时,拉深实验的成品率逐渐下降,极限拉深系数与滑块速度呈现正比关系,即当滑块速度增加时,板料越容易拉破;当滑块速度达到90%时,其拉深实验的成品率反而上升,板料不易拉破。     

无凸缘筒形件的首次伺服不压边拉深极限的研究

通过分析拉深速度对成形极限的影响,提出了伺服拉深提高工件拉深成形极限的设想。探讨了伺服压力机在不同转角、转速以及距下死点的不同高度的1次变速、2次变速、3次变速对成形极限的影响。结果表明,3次变速的伺服拉深可以提高拉深成形极限,并在靠近下死点,压力机速度减为最大速度的10%左右可以提高工件20%左右的拉深极限。     

油箱盖板拉深成形的有限元分析及工艺参数优化

以油箱盖板为研究对象,利用Dynaform有限元软件模拟了油箱盖板的拉深成形过程,分析了板料拉深成形过程中的起皱与拉裂等缺陷,选取模具间隙、冲压速度以及压边力3种工艺参数进行正交试验及参数优化,通过正交试验的极差分析得出影响油箱盖板最大减薄率的主次顺序为:模具间隙、压边力、冲压速度.此外由方差分析可知模具间隙及压边力对最大减薄率的影响显著.模拟结果表明,油箱盖板拉深成形的最优工艺方案为:模具间隙1.5t,冲压速度3000 mm·s-1以及压边力60 kN,其零件的最大减薄率及最大增厚率分别为13.23％与11.12％.采用拉深模具对优化后的工艺方案进行实验验证,零件的最大减薄率及最大增厚率分别为14.87％与12.64％,模拟结果与实验结果比较吻合,且油箱盖板的成形质量较好.     

基于Dynaform的印涂铝盖拉深速度的数字化设计

在非线性有限元软件Dynaform平台上,以1725印涂铝盖首次冲压拉深成形为例,在保持其他工艺参数不变的条件下,对不同拉深速度下的冲压拉深成形过程进行了数值模拟。结果表明:1725印涂铝盖首次冲压拉深能避免拉裂现象的速度范围为2000~6000 mm·s-1(不包括2000和6000 mm·s-1)。研究了最大壁厚、最小壁厚、最大壁厚与最小壁厚的差值,以及增厚率、减薄率、竖直壁的厚度方差等参数的变化规律,结果发现:1725印涂铝盖首次冲压拉深的合理的速度范围为4000~5500 mm·s-1,其中,4000 mm·s-1是更为理想的拉深速度。最后通过生产试验证明,拉深速度为4000 mm·s-1时可以生产出质量较为理想的合格产品。     

尾门外板冲压成形数值模拟及伺服拉深实验

为降低外覆盖件冲压生产成本,对尾门外板材质替换进行可行性分析.采用DC53D+ ZF替换原有的DC54D+ ZF板材,利用Auto form软件对其拉深成形过程进行数值模拟,在冲压速度恒定的情况下,调整压边力和拉深筋阻力无法得到满足要求的成形件;利用机械压力机对替换材质DC53D+ ZF进行拉深实验,实验结果与模拟结果一致.之后利用伺服压力机对替换材质进行拉深实验,通过降低拉深速度可以得到满足质量要求的合格制件,并通过设置机械手传输和覆盖件拉深成形关键点参数,拟合得到尾门外板伺服拉深曲线.     

冲压速度对DP780双相钢和304不锈钢胀形性能影响的试验对比分析

利用速度可控的小松伺服压力机对双相钢DP780与304不锈钢1 mm板料进行杯突试验,根据杯突试验值Er的大小来研究冲压速度对试验结果的影响。对比双相钢DP780及304不锈钢两种材料的试验结果发现,在冲压速度由3 mm·s-1增大到30 mm·s-1的过程中,304不锈钢杯突值从9.39 mm降低到8.59 mm,双相钢DP780杯突值从7.53 mm降低到7.39 mm。此实验结果使速度对材料拉胀成形性能的影响得到确认,即在3~30 mm·s-1区间内,随着冲压速度的升高,材料杯突值不断减小,材料的抗破裂成形性能逐渐降低,即材料的拉胀成形性能降低。     

Fe-12Mn-2Al-0.1C冷轧钢板冲压成形数值模拟与实验

以Fe-12Mn-2Al-0.1C冷轧钢板为研究对象，进行了扩孔成形实验，获得了不同冲压速度下的扩孔率，讨论了冲压速度对板料成形性能的影响机制。使用Dynaform 9.2有限元仿真软件对钢板扩孔成形过程进行了数值模拟，获得了该材料在不同虚拟凸模速度下的扩孔成形极限图、板料厚度以及扩孔率。通过数值模拟发现，扩孔率随着虚拟凸模速度的增加大体呈上升趋势，在虚拟凸模速度为15000 mm·s^-1时进行扩孔，既能保持冲压件板形，又可改善其扩孔性能。实验结果表明，扩孔率随着冲压速度的增大呈先上升后下降的趋势并在冲压速度为20 mm·min^-1时获得最大扩孔率50.90%;冲压成形过程中的冲压速度决定了相变诱导塑性(TRIP)效应中残余奥氏体的相变速率，从而决定了钢板的成形性能。     

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。     

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。     

基于伺服压力机的板料成形研究现状与发展趋势

伺服压力机作为新一代的成形设备在板料成形领域正日益发挥重要作用。本文介绍了伺服压力机的技术特点,并面向冲裁、弯曲、拉深等典型板料成形工艺综述了伺服压力机在降低生产成本、优化工艺和提高产品质量方面的研究进展。此外,针对伺服压力机可设置保压及滑块运动精确可控的优点,综述了其在高强钢热冲压等复杂热成形过程中的应用。最后,对伺服压力机在板料锻造成形工艺上的应用与发展进行了展望。     

5083铝合金板在不同温度下的伸长率及拉胀成形极限

通过在不同变形温度和变形速率下进行单向拉伸实验,得到5083铝合金板材的伸长率变化规律,变形速率为1 mm·min~(-1)、变形温度为350℃时,伸长率达到最大值131%。运用Dynaform模拟5083铝合金板材在不同温度下的温成形实验,并利用自行设计的温成形实验装置进行实验验证,得到了不同温度下数值模拟和物理实验的成形极限图,对比发现:随着温度的增加,铝合金板的胀形极限增加,在300℃时材料的成形极限最高。最后,模拟了5083铝合金板材在不同温度下的温拉深破裂实验,并利用铝合金板温成形实验装置进行实验验证,得到了不同温度下的板料拉深极限直径,计算出不同温度下的极限拉深系数。研究表明,极限拉深系数随着温度的增加呈高-低-高的变化规律,5083铝合金板的温成形最佳温度为250℃。     

AZ31镁合金板材温热冲压数值模拟与实验研究

采用Gleeble3500热模拟实验机进行了单向拉伸实验,分析了AZ31镁合金板材的力学性能;以此实验数据为基础,对温热冲压过程进行了数值模拟,研究了拉深温度、压边力等工艺因素对镁合金板材成形性能的影响;通过极限拉深比实验,对数值模拟结果进行了实验验证。结果表明:在极限拉深温度150℃,极限拉深速度15 mm/s,固定压边力的工艺条件下,极限拉深比能够达到2.5。模拟结果表明:模拟结果和实验结果具有良好的一致性;采用变压边力可以明显提高板材的冲压性能,极限拉深比将达到5.0。     

多向电磁力作用下筒形件渐进复合拉深

将传统冲压工艺与电磁高能率成形工艺结合,提出一种多向电磁力作用下筒形件渐进复合拉深的成形工艺。通过对该工艺进行数值模拟,发现线圈放电产生磁场的磁力线集中于板料法兰区边缘以及凹模圆角位置,并在这些区域内产生感应电流,该感应电流与线圈中电流相互作用,使得板料法兰区边缘以及凹模圆角处受到均匀的电磁力作用,最终在凹模圆角处产生反胀成形。实验结果表明相比较于传统冲压,板料在一定预拉深高度条件下,线圈放电一次后,板料的拉深高度达到22.8 mm,提高了18.1%;经过4次放电,板料拉深高度达到28 mm,提高了45.1%,说明该工艺能有效提高板料的拉深高度。     

基于正交试验的内凹形零件成形工艺参数优化

利用Dynaform软件对内凹形零件的冲压成形过程进行了仿真模拟,研究了工艺参数对零件成形结果的影响。基于正交试验法,以零件内凹部位最大壁厚和最小壁厚为评价指标,研究了外转角、侧壁长度、内转角、拉深高度、冲压速度、压边力和摩擦系数对壁厚的影响主次关系,获得了最佳的成形工艺参数组合。研究结果表明,当外转角半径R_1=10 mm、侧壁长度l=6 mm、内转角半径R_2=10 mm、拉深高度h=25 mm、冲压速度v=1000 mm·s~(-1)、压边力F=7. 5 k N、摩擦系数μ=0. 1时,得到零件内凹部位的壁厚综合结果最佳。将得到的最佳工艺参数进行验证试验,对比了拉深试验和仿真模拟的结果,得出零件在内凹部位壁厚的分布一致。     

典型圆筒件拉深的压边力控制数值模拟

根据冲压课程教学中的拉深网格实验,采用板料成形数值模拟软件Dynaform对圆筒形零件拉深工艺过程进行了模拟,并将模拟结果与理论压边力和物理实验结果进行了比较.验证了数值模拟结果与拉深网格物理实验的一致性,同时也验证了Dynaform板料成形模拟计算结果具有很高的可靠性,在实践中是可以应用的.     

伺服控制条件下板料拉深性能的研究

以伺服控制下的板料拉深成形为切入点,开展了速度模式、振荡模式和间歇模式3种典型伺服控制滑块运动模式下的拉深性能研究,给出了各种滑块运动模式对板料拉深成形质量与成形极限的影响。相比于匀速加载,3种滑块运动模式所成形的试样拉深极限高度均有所提高。间歇模式对于杯形件拉深成形改善效果最优,相比匀速加载极限高度提高了10.9%,且间歇时间的适当延长和次数的增多有利于提高材料的塑性变形能力;其次是振荡模式,比匀速成形后的试样极限高度提高了7.5%;最后是速度模式,试样极限高度提高了7.1%。     

基于BP人工神经网络的油箱端盖拉深成形仿真预测

以油箱端盖作为分析对象,借助DYNAFORM仿真软件,对油箱端盖的拉深成形过程进行数值模拟,并通过拉深成形试验验证可知,板料最大减薄率与最大增厚率的试验值与模拟值之间的相对误差分别为9.26%与8.32%,验证了有限元模型的正确性。结合正交试验,进行有限元仿真试验的设计,基于BP人工神经网络,对板料的成形质量进行仿真预测。选择冲压速度、模具间隙以及压边力作为输入层,将板料成形的最大减薄率作为输出层,建立了3-11-1的3层BP人工神经网络。通过BP人工神经网络的训练与测试得知:BP人工神经网络仿真预测值与数值模拟值之间的相对误差为2.15%,验证了BP人工神经网络应用于油箱端盖拉深成形质量仿真预测的正确性。     

基于Dynaform的盒形件拉深仿真分析

借助有限元分析软件Dynaform对盒形件冲压成形过程进行模拟,分析了冲压速度、压边力和摩擦系数等工艺参数对盒形件拉深性能的影响。结果表明,较小的压边力和摩擦系数有利于板料的成形,但同时也会导致盒形件出现起皱缺陷。反之,过大的压边力和摩擦系数会导致零件拉裂,过高的冲压速度也会降低板料的冲压性能。     

DP-780高强钢车身侧围板成形质量优化

以DP-780高强钢车身侧围板为研究对象,在成形极限图的基础上,提出了拉裂质量评价指标、起皱评价指标和增厚-减薄质量评价指标,作为判断不同成形结果好坏的标准;然后针对拉延这一基础工序,选择不同的工艺参数设计正交试验,利用Dynaform软件仿真分析,得到基于评价指标的正交试验数据库,为得到最佳参数组提供依据;最后利用基于遗传算法的BP神经网络优化算法进一步寻求最优解,获得最优工艺参数值为:板料偏置尺寸7.0 mm,冲压速度为4230 mm·s~(-1),摩擦系数为0.13,压边力为310 kN。经实验验证,研究结果满足工艺要求。