复杂型面零件冲压回弹参考点的选择与应用

对于复杂型面零件,冲压回弹随参考点选择不同而不同,而且精确选择很难。以最小模具修模量为目标,提出一种回弹参考点选择的方法。该方法采用计算机仿真和逆向工程技术,计算回弹值并确定最优的回弹参考点。即在仿真计算中试确定回弹参考点,然后将实际冲压件通过逆向工程技术重构型面,采用迭代最近点算法将重构面与设计面进行配准,计算回弹值并分析其特征,判断参考点选择是否合理,通过与其他参考点配准结果进行对比以及实验验证,验证回弹参考点选择方法的可行性。     

基于补偿因子的复杂型面冲压零件回弹控制研究与应用(第Ⅱ部分:应用)

对于复杂型面冲压零件的回弹控制,工程应用中需进行大量修模,效率不高。在"基于补偿因子的复杂型面零件冲压回弹控制研究与应用(第Ⅰ部分:理论)"的基础上,提出一种基于补偿因子的模面修正方法。该方法从补偿因子和复杂型面冲压零件回弹的特点出发,在零件型面中将回弹分成不同的区域,提取特征截面,在截面的不同区域根据其成形的弯曲半径、角度等参数实施不同的补偿因子,并将补偿后的截面数据进行曲面重构,生成修模面。螺旋叶片的修模结果表明,补偿因子是一种有效的回弹控制方法,能够提高复杂型面冲压零件的回弹修模效率。     

GH3536合金板材复杂曲面冲压回弹预测

研究了GH3536合金板材复杂型面的冲压回弹预测问题。基于LS-DYNA有限元模拟软件以及优化软件LS-OPT,建立了一种适用于Y-U硬化模型和Chaboche硬化模型的参数拟合方法，并拟合了上述模型的待定参数。通过对比材料模型对循环剪切应力-应变曲线的力学响应和回弹预测，并与实验数据进行对比分析，确定了最适合GH3536合金板材复杂曲面冲压回弹预测的材料模型。结果表明，Hill’48屈服准则搭配Y-U硬化模型不仅能够很好地描述GH3536合金板材反向加载时的瞬时包辛格效应和相关硬化特性，从而实现对循环剪切应力-应变曲线的高精度力学响应，还可以准确地预测GH3536合金板材复杂型面的回弹。     

复杂空间曲面薄板成形模面快速设计方法

为减少复杂空间曲面薄板成形模具研制周期,提高设计成功率,提出一种基于体变形法的复杂空间曲面薄板冲压模面的快速设计方法。首先采用有限元法模拟以理想产品曲面为模面的板料冲压成形过程,得到冲压板料节点的位移向量和内力。然后用前向回弹法迭代求解得到补偿模面,其中每个迭代步都涉及到点到面的重构过程,引进体变形算法加快模面重构速度和提高模面重构质量。最后通过混凝土搅拌车螺旋叶片实验验证本文算法的有效性。分析试验结果得到:使用体变形算法后三块叶片的平均计算时间减少26.1%,表明体变形算法加快了计算速度;回弹补偿后三块叶片的平均回弹偏差减少85.1%,表明本文算法回弹补偿效果明显。     

基于曲率差的回弹评价方法及其应用

针对板料在常温下冲压成形时回弹较大,且现有的评价方法无法判断回弹发生的具体位置而难以准确指导修模的问题,提出一种基于曲率差的回弹评价方法来表征冲压零件回弹,可以准确地显示零件回弹发生的具体位置。首先,采用GOM ATOS Core光学三维扫描仪获取冲压件回弹后的型面,以凸模型面作为冲压件回弹前的型面,再通过MeshLab软件将连续曲面离散为点云。然后,通过多层次B样条插值算法(MBA)将离散的点云拟合成曲面,计算每一点的平均曲率,并以回弹前后的曲率差值来表征回弹大小。最后,将该方法用于某汽车铝合金制成的前风窗下横梁和前防撞梁冲压件的整形阶段,根据冲压件回弹前后的曲率差修正模具型面,并采用位移法对比模具修正前后的零件回弹量。结果表明：前风窗下横梁的正负最大位移分别从+1.415和-2.508 mm减小为+0.707和-1.263 mm;前防撞梁的最大负位移从-3.574 mm减小为-0.801 mm,回弹量明显减小,满足其尺寸偏差要求。说明基于曲率差的回弹评价方法,可以准确地找到回弹发生的部位,并有效地指导回弹补偿工作。     

高强钢板冲压位移回弹补偿技术研究与应用

回弹是高强钢板零件冲压中的一大难题,当前工程应用中仍然依赖大量修模解决回弹问题。该文采用全工序仿真计算和回弹补偿方法,提高回弹计算的数值模拟精度;利用位移回弹补偿原理,对拉延型面和修边型面进行回弹补偿,使冲压回弹后的零件尺寸满足设计产品的精度要求。该研究提高了高强钢冲压件的质量,实际生产的应用效果良好。     

高强钢板冲压全工序回弹补偿研究

回弹是高强钢板零件冲压中的一大难题,当前工程应用中回弹计算精度不高,仍然依赖大量修模解决回弹问题。采用全工序仿真计算和回弹补偿方法,提高回弹计算的数值模拟精度,并利用位移回弹补偿原理对拉深型面和修边型面进行回弹补偿,使冲压回弹后零件尺寸满足设计产品的精度要求。结果表明,该研究方法大大提高了高强钢冲压件的质量,实际生产应用效果良好。     

基于CAE的汽车备轮架加固板成型仿真及回弹研究

按照汽车备轮架加固板零件的冲压成形过程,在PRO/E软件环境下建立了各道冲压工序的三维产品模型,并在此基础上构造了相应工序冲压成形所需的工具型面模型,包括凸模、凹模、压边圈、坯料等;将所建立的工具型面模型导人专用板料冲压仿真分析软件DYNAFORM中,并进行相应的前置处理和工艺条件定义后,建立汽车备轮架加固板零件的一次和二次弯曲仿真模型;最后,对二次弯曲成形后产生的回弹进行了预测,根据预测结果提出采用"过变形"和"侧整形"的措施对回弹进行补偿和控制.仿真结果与实际生产情况吻合良好,证明了在广大中、小型企业中推广普及CAD、CAE技术的可行性与有效性.     

基于特征线的回弹补偿研究

以Dynaform作为板料成形仿真实验平台,介绍了Dynaform自带的SCP回弹补偿模块和ThinkDesign的Compensa-tor模块在板料回弹补偿方面的应用,并比较了两者的优缺点,提出了一种新的基于特征线的回弹补偿方法,即以原始曲面特征以及回弹仿真结果为依据分别在原始曲面和回弹网格上提取出相对应的特征线,并以这两组特征线建立的匹配关系对原始曲面进行变形补偿,从而获得新的模具型面。最后通过实例验证了该方法的可行性,实验结果表明：通过一次回弹补偿即可将回弹后板料与期望形状之间的误差控制在允许范围之内,并保证了曲面质量。     

基于逆向验证的高强度钢板回弹补偿研究

利用有限元数值模拟仿真软件Dynaform对某汽车内板成形和回弹过程进行模拟仿真,采用模具型面补偿法来控制回弹,根据补偿后的模具型面对模具进行设计制造.通过逆向工程扫描最终产品,与原始产品数模比较,验证了回弹预测和模具型面补偿的合理性和教值模拟的准确性.     

高强钢材料性能对汽车零件扭曲回弹的影响

高强度钢板材料冲压性能的波动对冲压成形后零件精度的影响较大,主要表现在成形性能不稳定和回弹波动较大。文章侧重材料性能波动对冲压件扭曲回弹的影响,结合某汽车车身高强钢零件的冲压结果,借助有限元仿真工具,比较实验与仿真结果,在结果基本一致的基础上,研究高强度钢板的屈服强度、应变硬化指数、摩擦系数及板料厚度波动对该零件扭曲回弹影响规律。应用科学实验设计方法,考察了主要因素的影响规律,得到高强钢材料性能参数影响板料扭曲回弹的相关结论,从降低回弹波动及扭曲对制造精度的影响出发,提出了材料性能参数优化选取原则。     

某汽车内板冲压成形工艺优化及回弹补偿

为了解决某汽车纵梁冲压成形过程中存在的破裂、起皱和回弹等缺陷,提出了基于正交试验设计、数值模拟、克里金模型和遗传算法相结合的优化策略。在该策略中,正交试验设计用于构建试验安排,数值模拟用于得到试验参数组合下的冲压成形结果,克里金模型用于预测冲压成形指标,遗传算法用于优化代理模型。对正交试验结果进行方差分析,结果表明,该汽车纵梁冲压成形过程中压边力和模具间隙对冲压零件的最大减薄率和最大回弹有显著性影响。此外,通过遗传算法优化得到了最优工艺参数组合,即压边力为1600 kN、模具间隙为1.652 mm时,得到的冲压零件最大回弹量为4.42 mm,最大减薄率约为14%。经过回弹补偿后进行了冲压试制,得到的冲压零件表面质量良好,无起皱和破裂等缺陷,且零件的偏差较小,能够满足工艺生产的需求。     

汽车覆盖件成形回弹仿真及模面优化研究

回弹是汽车覆盖件冲压成形时产生的主要质量缺陷之一,直接影响到覆盖件产品的尺寸精度和最终形状。以某汽车覆盖件为例,利用板料成形仿真软件Dynaform实现了零件的冲压成形和回弹模拟,重点预测了实际板料冲压成形后可能出现的回弹量,并优化模具型面来控制回弹。通过将仿真结果与实际生产合格零件作对比,验证了优化方案的合理性和仿真模拟的准确性,对汽车覆盖件模具生产制造具有重要的指导意义。     

板材多点成形回弹补偿与控制的方法研究

基于数值模拟的结果,提出了修正基本体群成形面补偿回弹,获得精确形状零件的方法,并描述了该方法的主要步骤。曲面重构是修正时关键问题之一,对简单曲面文章先拟合B样条曲线,再利用曲线扫掠的方法生成曲面,对复杂曲面则直接拟合B样条曲面,以保证曲面的光滑性。抛物面件和球面件多点成形的应用结果表明,该方法可以很好地补偿多点成形中的回弹。     

基于Dynaform和正交试验的轿车加强梁冲压工艺参数优化

起皱、开裂和回弹是汽车覆盖件冲压成形时产生的主要质量问题,直接影响零件表面、尺寸和形状精度。以加强梁为例,利用Dynaform软件对冲压成形过程和回弹进行仿真模拟,采用正交试验和极差分析法,以最小厚度、最大回弹量、开裂和起皱为评价考察指标,研究了压边力、冲压速度、摩擦系数和凸凹模间隙对厚度和回弹的影响规律,优化冲压工艺参数和模具形面。将模拟分析得到的最小厚度值和最大回弹量与实际零件对比,验证了优化方案的合理性与模拟结果的准确性。有效地将零件厚度控制在0. 85～1. 15 mm之间,回弹控制在1. 1 mm以内,减少了修模次数和缩短了生产周期。     

多弯角零件冲压回弹控制方法的研究

针对多弯角类零件回弹大、影响因素多等特点,提出一种综合考虑零件结构和工艺参数的控制多弯角零件回弹的方法。理论分析了回弹的原因,根据多弯角零件的特点,选出零件加强筋数目、压边力、圆角半径、型面夹角以及拉延筋系数5个主要因子,通过Box-Behnken设计试验对各回弹影响因子的作用进行探究。根据AutoForm软件仿真计算获得的样本点结果,研究各因子对多弯角零件回弹的影响并在Isight中建立响应面近似模型,用Downhill Simplex算法求解近似模型的最优因子组合。利用优化后的中通道结构和工艺参数进行仿真验算,回弹绝对值的均值从原来的2.8 mm降到了0.7 mm,说明该方法能对多弯角零件回弹进行优化控制。     

基于补偿因子的复杂型面零件冲压回弹控制研究与应用(第Ⅰ部分:理论)

板料冲压回弹是塑性加工的一大难题,目前对回弹的预测以数值仿真为主,回弹量通常只能进行定性分析。为获得冲压模具修模时的回弹量,首先进行冲压回弹补偿因子的理论分析,然后建立补偿因子的计算模型,最后得到补偿因子的大小。计算模型建立在弹塑性弯曲的二次回弹基础上,补偿因子以板料弯曲半径、回弹半径及修模后的弯曲半径为研究目标,计算回弹修模量的大小,补偿因子包含弯曲半径、板料厚度、屈服强度与弹性模量比、弯曲角度等参数。通过计算得出补偿因子与各参数间的数值关系,分析各参数对补偿因子的影响,揭示补偿因子的变化规律,预测回弹值的大小。结果表明,补偿因子能为模具的模面修正提供理论依据,是一种提高修模效率的回弹控制方法。     

硼钢板与模具间接触热阻实验研究及其在回弹仿真中的应用

接触热阻是影响热冲压过程中热能传导的一个重要因素,而零件不同区域的温差则直接影响热冲压的回弹,因此,获得准确的接触热阻数值对提高热冲压回弹仿真的精度具有重要意义。基于稳态法设计了22MnB5板件与Cr7V模具钢接触热阻的测量实验,推导出接触热阻的计算公式;并按照实验方法搭建了实验平台,获得了不同压强下两者的接触热阻值;最后拟合了接触热阻与压强的关系方程。将关系方程带入某B柱的热冲压回弹仿真中,与原始仿真对比发现,改进后的仿真结果与实际实验值较为接近,证明获得准确的接触热阻与压强的关系方程可提高硼钢板热冲压回弹的仿真精度。     

一种基于能量法的冲压回弹预测补偿算法

冲压零件的回弹会严重影响零件的形状和尺寸精度。通过对模具型面进行调整,从而去除回弹造成的形状误差是目前常用的一种手段。但是这种方法的模具型面设计工作量很大。文章在能量法的基础上,提出了一种预测任意截面形状的回转体零件回弹量的算法。该算法具有较快的计算速度,适用于多次迭代的补偿计算。利用该算法对半球形零件的拉深回弹进行了预测,所得结果与实验结果吻合较好。在此基础上,提出了一种位移调整的算法,通过在回弹预测量的反方向对模具型面进行补偿,可以自动获得补偿后的模具型面。实际计算结果表明,该算法具有较快的迭代速度,对一般形状的回转体零件可以在2次迭代后获得较高的零件精度。     

汽车外覆盖件的回弹仿真及工程控制方法

目前商业冲压CAE分析软件对冲压开裂和起皱的预测精度达到90%以上,但是对回弹的预测精度仍然较低。在分析仿真软件不同设置条件对回弹精度的影响基础上,建立了适合覆盖件冲压回弹与面畸变CAE分析的设置规范。针对外覆盖件的回弹控制问题,提出了一种基于工程知识库与CAE分析相结合的回弹与面畸变控制方法。这种方法根据回弹仿真结果和经验数据库对外覆盖件冲压模面数据进行回弹补偿,补偿数据在满足仿真验证的基础上,面质量必须在Radius、Reflection和Section Analysis三个方面同原始数据一致。实践表明,此控制方法可以很好地预测和解决外覆盖件的回弹和面畸变问题。