斜壁矩形盒件多点拉深成形的数值模拟

通过对斜壁矩形盒件多点拉深成形的有限元数值模拟,分析了成形过程中起皱与拉裂缺陷的产生,研究了四种不同压边力加载曲线即恒压边力、↘形压边力曲线、V形压边力曲线、■形压边力曲线对成形结果的影响。结果表明:斜壁矩形盒件在整个多点拉深成形过程中,在宽度方向的侧壁底部极易发生破裂缺陷,在法兰直边对称轴处起皱最严重;不同的压边力曲线对斜壁矩形盒件多点拉深最终成形结果的影响很大,其中■形状的压边力加载曲线最有利于斜壁矩形盒件的多点拉深成形。     

圆锥形凹模径向分块压边拉深工艺实验研究

采用圆锥形凹模拉深工艺可以提高成形极限,但需要用压边圈将板坯先压成与凹模面吻合的形状,当变形程度较大时,板坯很容易起皱。为了克服这一缺点,提出了将圆锥形凹模与径向分块压边方法结合的工艺,该工艺可有效改善压边圈与板坯的约束状态,从而达到抑制起皱的目的。对圆筒形件的拉深成形,采用了刚柔复合的径向分块压边圈结构,设计了圆锥形凹模径向分块多压边圈拉深模,取不同凹模半锥角的圆锥形凹模进行了圆筒形件的拉深成形实验。实验表明,新的压边方法能有效克服初始成形过程的起皱,可与锥度较小的凹模一起使用。采用凹模半锥角为45°的凹模,得到AA5754、AA6061和08Al三种板材的极限拉深系数分别为0.410、0.431、0.373,显著提高了成形极限。对圆锥形凹模的拉深成形,给出了理论计算成形极限的方法,理论与实验结果非常接近。     

方盒形件分区压边方式拉深压边力的数值模拟

板料拉深成形是冲压生产中的一种少、无切削的先进加工方法,拉深成形的重要工艺参数之一是压边力,是保证零件成形质量的关键.根据方盒形件的拉深成形特点,将压边圈设计为直边区域、法兰转角区域及直边与转角交界区域的十六块分区压边方式,并对分区压边圈在不同压边力加载模式下进行了模拟分析.分析结果表明:对于方盒形件的拉深,将压边圈设计为适当的分区结构、各分区压边圈采取合理的变压边力加载模式可以充分改善板料的成形性能、达到抑制板料起皱和延缓破裂以及提高板料拉深成形质量.     

柔性压边和刚性压边技术在薄板类件多点成形中的对比分析

对比分析刚性压边和柔性压边两种不同工艺,探讨不同的成形工艺条件对起皱模拟、破裂以及成形极限的影响.用显式动力学商用软件LS-DYNA对两种厚度的马鞍型曲面件进行数值模拟.模拟结果表明,在刚性压边成形方式下,变形量较大时成形件起皱,压边力较大时成形件破裂;但在相同条件下,用柔性压边成形工艺的成形件结果良好,而且减小压边面的宽度到原来的1/2时,通过增加压边力的方法,还可获得良好的成形效果.柔性压边工艺可大大提高板料的利用率,改善板料的成形极限,减少各种不良缺陷发生.     

薄壁盒形件法兰区起皱影响因素的有限元模拟研究

金属薄壁盒形件在拉深成形过程中,由于模具结构和工艺条件的影响,成形过程中法兰区常发生起皱现象,在生产实践中消除这些问题能够显著降低生产成本和提高产品质量。以NUMISHEET’93国际会议的标准考题之一薄壁方盒形件为例,使用有限元软件ABAQUS模拟研究了模具圆角、润滑条件、压边力,以及板坯形状等因素对法兰区起皱的影响规律,得到了一些改善方盒形件成形质量的工艺措施。     

分区压边拉深工艺改善矩盒形件成形研究

板料拉深过程中成形性能的优化是最重要的问题之一。通过有限元分析软件DYNAFORM对矩盒形件拉深成形过程进行模拟,研究了盒形件在整体压边圈恒压边力、分块压边圈恒压边力以及分块压边圈变压边力情况下的成形性能。模拟分析结果表明,分块压边下存在最优压边力分布,对每一分区加载随凸模位置变化的压边力类V型曲线,能最大程度的提高矩盒形件的拉深成形性能,为实现矩盒形件拉深过程的最优化提供思路,并在实践生产中指导复杂工件的工艺优化,最终改进工件的成形性能。     

径向分块双压边圈轴对称拉深成形工艺研究

为提高板材拉深成形的成形极限并获得更好的压边效果,提出了轴对称拉深成形工艺的径向分块压边方法。采用理论分析、有限元模拟以及实验研究的方法,对圆筒形零件分别在双压边圈和整体压边圈作用下的拉深成形过程进行了分析研究。研究结果表明,与传统压边方法相比,采用径向分块压边方法可以对径向不同变形质点分别压边,有效提高拉深成形极限,并获得更好的压边效果。     

拉深工艺中脉动压边力控制方法

压边力是板料拉深成形过程的重要工艺参数之一 ,合理控制压边力的大小可避免起皱或破裂缺陷。采用脉动变化的压边力控制拉深工艺 ,可提高成形极限及拉深件的表面质量。本文采用数值模拟方法研究了脉动变化压边力的振幅、振频对成形的影响。     

板料柔性拉边成形与压边成形方式的比较

柔性拉边成形是在已有冲压成形工艺的基础上结合柔性拉形原理诞生的一种新型板料柔性成形方法。用柔性拉边技术代替传统压边技术,可实现球形件、鞍形件、盒形件、非规则曲面件及带凸台曲面件等三维曲面件的柔性成形。探讨柔性拉边成形原理及工艺,建立柔性拉边成形过程的有限元模型;为验证柔性拉边成形工艺的可行性和通用性,建立鞍形件多点模具成形及带凸台曲面件整体模具成形过程的有限元模型,通过对比分析拉边成形和压边成形方式,研究不同成形方式对板料起皱拉裂缺陷、应力应变分布、流动及回弹情况的影响。结果表明:压边成形时,板料容易产生起皱、拉裂等缺陷,较难得到高质量的成形件;而在相同条件下,采用拉边成形方式所得成形件应力应变分布均匀、回弹小,拉边力抑制起皱、拉裂等缺陷的产生,同时板料流动更均匀。     

考虑磁场区影响的电控永磁压边方法

电控永磁压边方法具有独立加载、传动链短、节能、易于控制等优点。针对铁磁性板材成形,提出了一种新的成形区和磁场区重合的电控永磁压边方法。以圆筒形件的拉深成形为例,采用新设计的压边装置对不同压边力加载条件下的结构变形进行了磁-力耦合有限元模拟,分析了板坯磁性对磁场和压边力分布的影响。由分析结果可知,新设计的压边力加载装置的刚度明显提高,新压边方法具有更好的压边效果,模具结构更紧凑。根据模拟和理论分析结果设计制作了拉深试验装置。实验结果表明,将成形区和磁场区重合的电控永磁压边方法是完全可行的。     

基于正交试验的方形盒冲压工艺参数优化

以天地盖方形盒件为例，针对其冲压成形过程中常有的起皱问题，采用Autoform软件和正交试验相结合的方法，对工件分组进行仿真分析，以降低工件起皱作为优化目标，选取冲压过程中的压边力、摩擦因数、冲压速度和坯料形状4个工艺参数作为考察因素，进行工艺参数优化。模拟仿真结果表明，以上4种因素对方形盒起皱的影响程度为：毛坯形状>摩擦因数>冲压速度>压边力；且得出方形盒冲压的最佳工艺参数组合为：压边力为20 kN、摩擦因数为0.18、冲压速度为15mm/s，毛坯形状选取圆角形。     

火箭贮箱箱底充液拉深成形工艺的多目标优化

充液拉深成形技术能实现大型贮箱箱底的整体成形,然而成形件的质量受到许多工艺参数的影响。针对大型贮箱整体箱底构件充液拉深成形的起皱和破裂缺陷,以预胀压力、液室压力、压边力、压边圈圆角半径等工艺参数为研究对象,建立多目标优化模型。对贮箱箱底成形过程进行模拟,在此基础上,使用拉丁超立方采样法获得样本数据。采用克里金插值法(Kriging)和径向基函数(Radial basis function, RBF)建立工艺参数和质量指标之间的代理模型。利用NSGA-III算法和粒子群算法(Particle swarm optimization, PSO)确定了贮箱箱底达到目标(壁厚减薄率最小、破裂趋势最小、法兰边起皱最小、起皱趋势最小)时的最优工艺参数。最后通过实验验证了方法的有效性和结果的准确性。     

一种变压边力实验装置

在板材成形中,起皱和拉裂是主要的缺陷,而压边力是控制板材成形的重要工艺参数.文中介绍了变压边力的三种变化曲线,提出了一种简单实用的机械式压边力控制实验装置.     

智能化拉深控制中的法兰起皱临界条件

建立了轴对称件拉深法兰起皱的数学模型。从能量平衡原理出发，推导了考虑几何参数、摩擦系数和材料性能参数及板材皱曲时约束条件的轴对称拉深成形过程中法兰起皱临界压边力的变化规律，给出了皱曲判据。理论分析与实验吻合较好，为拉深过程的智能化控制提供了理论依据。     

AZ31镁合金盒形件变压边力温热拉延工艺

通过温热交叉轧制工艺制备了板形以及成形性能良好的AZ31镁合金薄板;开发了可加热的变压边力双动液压机,并详述其工作原理;采用不同的压边力方案,对盒形件进行温热拉延实验,分析了变压边力对AZ31镁合金板材温热拉延性能的影响。结果表明:最佳的压边力变化方案是压边力随凸模行程先增后减的模式;采用变压边力技术可以将AZ31镁合金盒形件的拉深深度提高13·2%。     

SS304不锈钢水槽拉深成型性能优化研究

针对SS304不锈钢水槽件在拉深过程中出现的零件起皱问题,采用正交试验方法研究凹模圆角半径、压边力和摩擦因数对起皱问题的影响。通过有限元分析软件Dynaform对正交试验方案进行仿真验证,考察了最大增厚率和凹模圆角半径、压边力和摩擦因数等3个成型影响因素之间的关系。试验结果表明,该SS304不锈钢盒型件的最佳成型工艺组合为R1C4F4,即：凹模圆角半径为5 m m,摩擦因数为0.2和压边力为50 kN。依据优化结果,改进了模具结构设计,从而较好地解决了SS304不锈钢盒型件的成型问题。     

圆筒件拉深过程中压边力的研究

利用恒定压边力经验公式计算得到的压边力值进行模拟时,圆筒件质量存在明显的缺陷。采用变压边力优化曲线作为圆筒件拉深成形的压边力加载模式,研究了临界防皱变压边力曲线的确定方法,应用Dynaform软件对恒定压边力、优化压边力下圆筒件的拉深成形进行了数值模拟,得出了成形极限图(FLD)和材料厚度变化图。将模拟结果进行对比分析,发现在后者作用下的圆筒件平面外缘厚度变化较小,筒壁等其他部分的材料厚度变化率也较小,采用优化压边力可有效防止圆筒件起皱、拉裂现象,提高圆筒件成形质量。     

圆锥形件拉深过程中变压边力的研究

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的压边力，可以消除这些缺陷，提高成形性能。本文以圆锥形件的成形为例，采用Dynaform软件对变压边力控制的成形工艺进行了数值模拟计算，得到了最佳压边力变化曲线。本文还对模拟结果进行了实验验证。结果表明，变压边力拉深工艺能够极大提高板料的极限拉深高度。     

数值模拟的双层金属板拉深成形工艺研究

某轿车排气歧管保护罩采用双层镀铝钢板同步拉深工艺制成,为获得最佳成形工艺参数,避免拉深时产生严重减薄及起皱现象,采用Dynaform软件对双层金属板同步拉深成形过程进行了有限元数值模拟,分析了压边力对拉深成形过程的影响,获得了不同压边力下保护罩内、外层板的壁厚减薄与增厚分布规律。结果表明,与单层板拉深成形相似,对于复杂型面双层金属板拉深件而言,单纯增加压边力并不能完全避免拉深过程中的起皱现象;采用压边力及合理布置拉深筋,可以保证内、外层板材料塑性流动均匀,有效抑制起皱、拉裂等缺陷。根据数值模拟结果进行了产品试制,获得了质量合格的拉深件。     

盒型件拉深工艺参数优化设计研究

针对盒型拉深件在拉深中出现的零件起皱问题,采用正交试验方法研究凸凹模间隙、压边力、摩擦因数和冲压速度这4个因素对零件起皱的影响。利用Dynaform软件对试验进行模拟仿真,考察最大增厚率与这4个因素之间的关系,得到的成形该零件的最佳工艺参数为：凸凹模间隙1 mm、摩擦因数0.15、压边力60 kN、冲压速度6 000 mm/s。根据所得到的优化参数改进了模具结构,从而解决了零件的起皱问题。