筒形件粉末软凹模拉深数值模拟及实验

采用MSC.Marc软件对圆筒件粉体软凹模拉深成形进行数值模拟,分析成形过程中应力状态和变形情况,设计圆筒件粉体软凹模拉深成形实验模具,对圆筒件粉体软凹模拉深成形进行实验研究。有限元模拟与实验结果表明,与刚性凹模拉深成形相比,粉体软凹模成形工艺可以改善零件成形受力状态和壁厚分布,能有效抑制圆筒件凸模圆角破裂危险区域微裂纹的产生,提高板材的成形极限。     

圆筒件再拉深性能的预测

通过分析圆筒件再拉深变形过程,运用主应力法、摩擦理论和板料弯曲理论,推导出极限拉深比的预测公式。对工业纯钛TA1圆筒件进行拉深成形试验,分析了平均厚向异性-R、摩擦系数μ、凹模半锥角α、凹模圆角rd、圆筒件壁厚比tmax/tmin等参数对再拉深性能的影响。结果表明:拉深试验预测值与实验结果相符合,极限拉深比随着平均厚向异性-R的增加呈线性增加,但随着摩擦系数μ、圆筒件壁厚比tmax/tmin的增加呈线性减小。     

模具参数对304不锈钢圆筒拉深件残余应力的影响

过大的残余应力容易导致圆筒拉深件应力腐蚀开裂失效。通过7组切环实验及有限元模拟研究了模具参数(凹模圆角半径和凸凹模间隙)对304不锈钢圆筒拉深件残余应力的影响,测得了各圆环的张开距离,采用ABAQUS有限元软件计算出圆筒件中的残余应力。结果表明:环向残余应力先随着凸凹模间隙的增大而增大,但当凸凹模间隙大于1.06t时,环向残余应力基本不受凸凹模间隙的影响;凹模圆角半径对筒形拉深件环向残余应力几乎没有影响;中部径向残余应力随着凸凹模间隙和凹模圆角半径的增大而增大。因此,选择较小的拉深间隙对减小304不锈钢圆筒拉深件中的残余应力是有效的。     

模具表面织构对圆筒件拉深成形性能的影响

以圆筒件拉深成形为研究对象,研究模具表面织构对冲压成形性能的影响,并与实验结果进行对比。在此基础上,采用ABAQUS有限元软件建立圆筒件拉深表面织构的有限元模型,研究织构的形状、尺寸、分布等基本结构参数对圆筒件拉深成形性能的影响,探究织构对板料应变、减薄率等的影响规律。结果表明：模具表面设计织构,对成形性能有一定的影响;相较于未设计织构的模具表面,在凹模圆角处设计三角形织构具有最佳的效果,可以明显地减小圆筒件拉深成形的最大减薄率,进而提高板料的冲压成形性能。     

模具温度对铝合金板拉深性能的影响

借助商用有限元仿真软件ABAQUS,采用热力耦合有限元法对汽车用铝合金板5083-O的圆筒件温拉深过程进行数值模拟.在此基础上,利用试验设计方法,分析初始温度布置对拉深能力的影响,并给出拉深件破裂失效形式.研究结果表明,凸模底部和凹模法兰的温度决定着铝合金板拉深能力,在凹模法兰处于较高温度250℃而凸模底部处于室温的拉深模式中,临界凸模行程最大;而拉深件的破裂失效即可能出现在凸模圆角区附近,也可能出现在凹模圆角区附近.可见,差温拉深中温度布置对发挥板料成形能力十分重要.     

基于FEM的圆筒件拉深工艺参数优化设计

采用Deform-3D软件对圆筒件拉深成形过程进行数值模拟,分析了不同凹模圆角半径下的拉深工艺参数对成形质量的影响,揭示了压边力与筒壁最小厚度、拉深件高度以及凸模压力之间的变化关系,得出了拉深工艺参数的优化方案,有效解决了工艺参数设计时理论和经验公式计算误差较大的问题.结果表明:基于有限元模拟的成形工艺参数优化是可靠的,可为高效的模具设计和生产提供科学依据.     

304奥氏体不锈钢拉深过程有限元模拟

不锈钢制品由于其美观的外表和良好的使用性能,在国民经济各行各业被广泛使用,但不锈钢在拉深过程中硬化严重,易出现起皱、破裂现象,使成品率降低。本文应用ABAQUS有限元软件模拟了304奥氏体不锈钢圆筒件在不同摩擦条件下的拉深成形过程,分析了摩擦系数对304不锈钢圆筒件拉深成形过程的影响。结果表明,304奥氏体不锈钢圆筒件拉深过程中,较适宜的摩擦系数为0.08～0.15。当摩擦系数过小时,将在坯料与凹模圆角处发生破裂;而摩擦系数过大,则严重影响坯料的拉深极限。     

钛合金高方盒形件拉深新方法

为了解决现行高方盒形件成形效率低、生产成本高等问题,提出一种新的成形工艺——锥形与方形组合凹模成形工艺。运用Qform2D/3D、V7分别在传统的辐射状和新工艺的锥形与方形组合凹模中模拟板材高方盒形件拉深成形过程,并据M-K失稳准则和Hill48判据损伤评价研究力的规范、应力-应变状态。分析结果表明：对于高方盒形件拉深成形,采用传统辐射状凹模拉深平均应力较锥形-方形组合凹模中拉深平均应力大10%,此时,在组合凹模中最大变形程度位置平均应变较传统辐射状凹模小16%,新成形工艺提高了变形均匀性。同时,板材在组合凹模中采用压边圈条件下,仅要一段锥形与一段方形的组合凹模,经一个工步成形高方盒形件;在不使用压边圈条件下,可用两段锥形与一段方形的组合凹模,经一个工步成形高方盒形件。这一研究成果为类似零件在拉深过程中免除中间退火工序、实现自动化生产线创造了条件。     

圆筒拉深件形状与厚度变化数值模拟分析

借助Dynaform软件,模拟分析了在不同拉深凹模圆角半径情况下,模具间隙及压边力等工艺参数对直壁圆筒拉深件外形尺寸及侧壁厚度的影响规律,并得到了该拉深件最优的凹模圆角半径参数,其值比经验公式计算结果小。通过进行两个不同凹模圆角半径的对比拉深试验,验证了数值模拟结果相对于经验公式的准确性和科学性,从而为该类零件拉深工艺方案的优化提供参考。     

镁合金AZ31盒形件拉深成形有限元模拟分析

摘 要:利用有限元数值模拟分析了各工艺参数(拉深温度、凸模圆角半径及凹模内圆角半径)对镁合金AZ31盒形件拉深成形性能的影响,并通过实验进行了验证.结果表明:采用最佳拉深温度和最佳的凸模圆角半径、凹模内圆角半径可以有效地改善厚度为0.5mm的镁合金AZ31板材的拉深成形性能.     

基于DEFORM-2D的304奥氏体不锈钢拉深过程应力应变的数值模拟

不锈钢板材在拉深成形过程中应变硬化严重,影响因素复杂,易出现起皱、破裂、黏模等现象.运用DEFORM-2D的有限元软件,对不同拉深工艺条件下304奥氏体不锈钢圆筒件的拉深成形过程进行了数值模拟,分析了不同工艺条件下的应力应变情况.结果表明:工件凸缘处的摩擦因数越大,拉深成形极限高度hmax越小;提高拉深速度或降低摩擦因数,拉深成形极限高度hmax增大.通过几种不同条件下的模拟分析发现,在模拟实验条件范围内,304奥氏体不锈钢圆形件拉深成形的最佳成形条件为:凸模圆角rp=3mm、凹模圆角rd=3mm、凸缘处的摩擦因数μ=0.08、拉深速度v拉=30mm/s.这与实际生产中的情况相吻合,产生破裂的部位也与实际一致.     

基于Dynaform的凸缘圆筒件拉深工艺有限元分析

针对带凸缘圆筒件在拉深试模生产中出现的凸缘起皱、零件拉裂问题,通过Dynaform软件对圆筒件的拉深成形过程进行建模与仿真计算,根据模拟结果预测了可能出现缺陷的区域,分析了影响圆筒件成形效果的关键因素.为消除缺陷,研究了压边力、拉深速度、摩擦因数、凸凹模间隙4个因素对凸缘起皱及最大减薄率的影响.以工件最大减薄率最小为目...     

盒形件增量拉深成形数值模拟及工艺试验

为了探索板料增量拉深成形的特点和规律,设计了增量拉深成形轨迹,用Deform-3D模拟软件,对盒形件增量拉深过程进行了数值模拟,分析了凹模圆角半径和凸模进给速度对成形件质量的影响,获得了成形过程中的等效应力和等效应变;并设计了具有双向调节机构的增量拉深模,在Gleeble1500D热模拟试验机上进行了工艺试验验证.结果...     

拉深时凹模圆角处坯料变形分析

用Ｃａｌｌａｄｉｎｅ力学模型,并考虑模拟圆筒（锥）形件拉深时,压力圈的约束在模型中坯料周边存在的支反力,建立了圆筒（锥）形件拉深过程中,坯料经过凹模圆角产生弯曲变形的模型。分析圆管（锥）形件拉深过程中坯料周边凹模圆角出口处的附加弯曲应力的变化规律,给出附国弯曲应力的理论公式。理论分析和试验结果说明;所建立的力学模型是有效的;对圆筒形件拉深,在凹模圆角的合理取值范围内,本文给出的理论公式的计算结果与     

08Al钢二阶梯圆筒件的拉深次数预测

以最大成形系数w_(max)≥1作为拉深失效判据,用Abaqus有限元分析软件模拟了08Al二阶梯圆筒件的拉深成形过程,获得了不同高径比08Al二阶梯圆筒件的拉深次数。研究表明:圆筒件上最大成形系数w_(max)的位置总是出现在小阶梯圆筒上,并随拉深变形程度的增加从小阶梯壁部向其圆角部位转移,阶梯圆筒件拉深的拉裂危险区仍位于小阶梯底部圆角与其壁部交接处;最大成形系数w_(max)的大小随拉深变形程度增加而增大,且当危险区接近拉裂时,最大成形系数w_(max)急剧增大;不同的高径比阶梯筒件需要不同的拉深次数。通过对小阶梯高度h2不同取值(为21、23、27和29 mm)分别进行08Al二阶梯圆筒件的拉深实验,实验所得拉深次数与模拟预测结果一致,从而验证了模拟预测的可行性和其结果的可靠性。     

304不锈钢壳级进模变薄拉深工艺及数值模拟

根据经验公式和理论数据对某304不锈钢壳进行直径减小、壁厚变薄的变薄拉深级进模设计,并运用Deform-3D对连续变薄拉深成形过程进行数值模拟,揭示了成形过程等效应力和行程载荷曲线的分布规律。模拟与试验结果表明:成形过程中,坯料的最大应力集中在与凹模圆角和凹模工作带相接触的区域;随着凸模圆角减小,凸模圆角与直壁连接处应力增大,出现危险区域;为防止最后一道拉深过程中凸模容易磨损及产品被拉伤,应合理设计拉深系数、变薄量及凹模圆角;直径减小壁厚变薄拉深件的直壁壁厚均匀。     

镁合金板热拉深模具设计及应用

为测定镁合金的极限拉深比,根据圆筒拉深件成形的特点,设计了可实现差温变形的拉深模具。凹模与压边圈采用加热棒进行加热,最高温度可达300℃,以提高板坯的成形性能;凸模中通入冷却水,使完成弯曲变形进入到筒壁传力区的板料快速降温以提高其强度。利用该模具,分别对5083铝合金和AZ31镁合金进行了圆筒极限拉深比的测定试验,验证了该模具系统的可靠性。     

基于有限元分析的级进模拉深工序优化设计

提出了基于有限元分析的级进模拉深工序优化设计方法,用该方法对一个带有侧冲孔和商标印的圆筒件级进模的拉深工序进行了优化设计。根据经验公式该圆筒件需要两次才能拉深成形,而有限元分析结果显示该圆筒件在一定工艺条件下能一次拉深成形。优化设计使该零件的拉深次数从两次减少到一次,缩小了级进模尺寸。该圆筒件级进模的成功试产证明了基于有限元分析的拉深工序优化设计是正确的。     

防皱拉深胀形模

铝蒸锅是铝制品生产厂的主要产品之一,其中蒸锅盖(图1)是在双动拉深机上拉深成形。以往的拉深模具(图2)由四部分组成,即压边圈、凸模、凹模和顶盘。拉深成形时由压边圈和凹模平面压住坯料,凸模下降使坯料进入凹模中成形。当凸模下降到最低点时,利用凸模和顶盘间的挤压,成形拉深件表面的曲面轮廓。最后将拉深件从凹模中顶     

方锥形件拉深整形凹模受力变形的数值模拟分析

方锥形件一般通过拉深整形工艺成形，整形压力大，凹模变形也较大，成形零件的精度不容易控制；根据整形凹模的结构特点和它在整形工艺中的受力状态，运用有限元方法对凹模在整形压力下的变形进行计算，分析凹模变形对成形零件精度的影响，并就凹模的设计与加工精度提出合理建议。