基于数值模拟的隔热板零件冲压工艺研究

目的研究隔热板零件冲压过程中的最优化成形工艺参数。方法利用Dynaform软件先对零件模型的成形进行了初步数值分析,根据成形后的成形极限图(FLD)与厚度分布图,确定了合理的拉延筋分布位置与对应的锁死率;再通过正交试验研究了冲压工艺参数。结果得出了压边力、锁模力、板料厚度和摩擦因数对隔热板成形过程中拉裂和起皱趋势的影响规律。结论得到了成形过程中合理的成形工艺参数,最大减薄率控制在22%以下,未变形区较少。     

高强钢变厚板汽车B柱热成形数值模拟及主要参数分析

目的 研究热成形过程中冲压件温度场、应力场的变化规律,探究主要工艺参数对冲压件成形的影响规律。方法 利用Abaqus软件建立热力耦合模型,对汽车B柱的热冲压成形过程进行数值模拟,分析板料及模具的温度和应力变化,确定主要工艺参数对冲压件的影响规律,利用得到的规律指导B柱模具的设计与制造,最后对B柱进行冲压试验。结果 在热成形前的物料转移阶段,板材厚度差的存在使过渡区产生了温度梯度和内应力的变化;在热成形阶段,以减薄率为评判标准,确定了摩擦因数为0.35、冲压速度为100 mm/s时B柱的成形效果最好;对B柱的成形结果进行了分析,由局部减薄率的变化得到了模具缺陷的位置,由过渡区的偏移量得到了模具等厚区的长度,由板材温度变化确定了最佳保压时间为8 s。结论 基于Abaqus软件,构建了B柱的热冲压有限元模型,对板材出炉至成形结束阶段进行了数值模拟与分析,在此基础上对B柱制件进行了冲压试验,发现制件的质量缺陷明显减少,对制件的指定点进行了面检测,合格率达到了95.83%,表明了分析结果的可靠性,同时也验证了有限元分析的准确性。     

材料参数对汽车发动机隔热板冲压成型性能影响

本文利用拉伸试验获得的样本数据,通过冲压性能试验和膨胀性实验,分析汽车用铝合金板材料参数和其成形性之间的对应关系,建立了评估铝合金板胀性成形性和拉深性的指标,为发动机隔热板冲压成形合理选材和预测成形性提供可靠的依据,为其它铝制品零件冲压加工中合理选材和预测成形性提供参考性的依据。     

某大曲率薄壁件成形参数优化

目的 根据某大曲率薄壁件形状需求,以最大减薄率为优化目标,采用数值模拟与响应面相结合的方法对其成形的工艺参数进行优化,以得到合格的零件产品。方法 首先,研究压边力、拉延筋阻力、摩擦因数、冲压速度等单因素参数对最大减薄率的影响规律。根据规律变化确定正交试验的参数范围,并对正交试验结果进行极差分析,确定本次板料冲压成形有限元分析的工艺参数对最大减薄率影响大小的排序为：摩擦因数>压边力>拉延筋阻力百分比>冲压速度;根据极差分析结果,选定对最大减薄率影响较小的冲压速度为3 000 mm/s、其他3个工艺参数为变量进行再次优化,以摩擦因数、压边力、拉延筋阻力为优化对象建立响应面。结果 通过响应面预测结果可知,摩擦因数为0.09、压边力为409.730 kN、拉延筋阻力为32.384%时,最大减薄率得到最小值7.926%。将该组工艺参数进行模拟,得到最大减薄率为9.40%,与响应面预测值仅相差1.474%,相对误差率为15.68%。结论 经过试验验证,试验和优化的数值分析结果吻合较好,最大减薄率仅相差0.60%,证明了该方法的可行性。     

汽车翼子板零件的成形与工艺分析

通过对汽车翼子板零件投料冲压试验,对零件进行了应变测试分析,评价试验钢板的成形效果,分析了冲压工艺、表面粗糙度和板厚等条件对零件冲压生产的影响,得到翼子板零件的最佳用材方案及冲压工艺条件.     

材料参数及工艺参数对盒形件成形性能的影响研究

主要研究了材料参数及工艺参数对盒形件成形性能的影响,通过正交试验和计算机数值模拟相结合,确定了最佳的参数组合方式,并用该最优数据进行实际冲压,得到的结果与最优模拟结果比较吻合.     

基于电磁辅助成形的汽车覆盖件成形工艺研究

目的 为解决铝合金材料在冷冲压成形工艺中回弹量大、贴模度低、流动性差等问题,对汽车覆盖件的成形工艺进行研究.方法 基于电磁场理论,结合电磁成形工艺,制定了首先采用冲压进行预成形然后通过电磁场辅助成形进行终成形的工艺方法,通过正交试验与有限元单向耦合分析相结合的方法获得了成形覆盖件的最佳工艺参数.结果 基于正交试验获得了成形工艺参数的最佳组合:工位1采用峰值电压为8 kV、厚度为0.5 mm的单层线圈的成形参数,4个工步中的放电次数依次为22,28,36,44;工位2采用峰值电压为8 kV、厚度为0.5 mm的3层线圈的成形参数,4个工步中的放电次数依次为34,42,46,58.目标件的成形尺寸和理论尺寸对比结果表明,在最佳工艺组合下成形出目标件的误差较小且均匀分布在两圆角特征附近,"凸台"特征的成形误差相对较大,其最大误差为1.47 mm.结论 通过成形试验,验证了所确定的成形工艺参数的有效性.在最佳工艺参数组合下,电磁辅助成形工艺结合冲压工艺可以应用于该汽车覆盖件的成形.     

基于 AHP 与灰色系统理论的隔热件成形回弹控制优化

目的汽车隔热件的冲压成形过程比较复杂,成形工艺参数较多,实际生产难以准确地建立起工艺参数与质量目标之间的联系,研究工艺参数对成形质量及回弹的影响为实际生产提供指导必要而有意义。方法对模具间隙、凹模圆角半径、摩擦因数等影响回弹的因素进行正交试验,设计了试验方案,获得了成形零件的回弹数据;结合层次分析理论(APH)计算了成形工艺参数对多质量目标的权重,最后利用灰色系统理论,计算出了成形质量相对目标函数的关联度,再进行进一步计算获得各成形工艺参数的平均关联度,将优化后的工艺参数应用于有限元仿真与实验验证。结果通过层次分析理论和灰色系统理论对成形工艺参数进行优化,获得了优化工艺参数组合,隔热件成形质量明显提高,回弹量控制在较小范围内。结论当模具间隙为0.805 mm、凹模圆角半径为12 mm、摩擦因数为0.125时,回弹前后距离差Δd=0.918 mm、回弹前后夹角差Δα=0.340°,回弹得到有效控制。     

基于结构-工艺协同优化的车门外板冲压成形

目的实现铝合金车门外板结构与冲压成形工艺参数的协同优化,解决零件冲压成形时破裂与过度减薄等问题。方法从材料流动与应力分布等角度入手,对车门的尺寸和形状参数进行优化,同时利用有限元分析软件AutoForm来获取一组最优的冲压工艺参数组合,最终通过产品的工厂试制进行验证。结果铝合金车门外板的冲压成形性大幅度提升,解决了车门外板冲压成形破裂等问题。结论研究结果对大型车身覆盖件的结构设计与冲压工艺有重要的指导意义。     

可淬火硼钢板热冲压成形实验研究

为研究淬火加热温度、保温时间及冷却水流速等热冲压工艺参数对热冲压零件力学性能及微观组织的影响规律,通过在不同工艺参数条件下进行弯曲件热冲压工艺试验,测量弯曲件的力学性能并观察其金相组织.结果表明,在所设计的模具上可实现高强硼钢热成形零件的有效淬火,热冲压弯曲件的抗拉强度可达到1500MPa以上,主要形成均匀细小的马氏体组织.确定了热冲压工艺参数的选择范围.     

超高强钢热冲压工艺信息化管理系统搭建研究

目的 解决超高强钢热冲压工艺参数多且参数调整范围大,造成热冲压工艺设计难度大的问题。方法 以微软SQL Server数据库和ASP.Net Core为平台,通过Visual Studio C#集成开发环境进行B/S（浏览器/服务器）架构程序开发。结果 实现了集成普通板、补丁板、拼焊板、软硬分区板、不等厚板、其他板共6类板材,15种零件类型,以及相关的零件信息、产品要求、制造工艺、材料属性、供应商、产线、设备等7类数据信息的超高强钢热冲压工艺信息化管理系统软件。结论 该系统实现了超高强钢热冲压工艺数据录入与存储,多种数据信息相互关联、按需检索与联合查询以及用户管理和维护功能,为国内超高强钢热冲压工艺技术研究与产品开发提供系统架构参考。     

基于 AUTOFORM 的汽车前围横梁连接板的数值分析与实验研究

目的分析汽车前围横梁连接板的冲压成形过程。方法以板料成形非线性分析软件AUTOFORM为平台,对汽车前围横梁连接板的冲压成形过程进行CAE分析。根据模拟结果(成形极限图、材料流动分布及材料变薄率),对拉延型面及工艺参数进行了优化。结果所得零件材料最大减薄率为14.6%,在B340LA(t=1.0 mm)材质减薄率安全范围内(16.9%),零件型面球化处角部无暗伤及拉裂,翻边处材料流动均匀,无开裂风险,成形结果得到大大改善。结论 CAE仿真能够预测零件成形过程中存在的缺陷,优化工艺参数,指导模具设计工作。最后将优化结果用于指导实际生产,得到了符合质量要求的零件。     

硬铝合金半球形零件的渐进成形工艺研究

目的 研究冲压胀形工艺与渐进成形工艺成形半球形零件的区别。方法 使用两种热处理状态的硬铝合金,AA2024-O和AA2024-T4,分别用冲压胀形工艺和渐进成形工艺成形半球形零件。结果 相比较渐进成形零件而言,使用冲压胀形工艺得出的半球形零件的壁厚相对均匀,变形程度可以达到更大;在相同的试验条件下,AA2024-O的成形性能远高于AA2024-T4的成形性能;在本实验所研究的参数范围内,下压量越小,成形高度越大,对AA2024-O进给速率越快,成形高度越大;而对AA2024-T4进给速率越慢,成形高度越大;对于胀形零件,材料在胀形过程中处于双向拉伸应变状态,而渐进成形零件在成形过程中处于平面应变状态;胀形零件的最大应变和最大减薄处是半球的中心,而渐进成形零件的最大应变和最大减薄处是半球的边缘。结论 胀形零件的危险截面在半球的中心,渐进成形零件的危险截面在半球的边缘。     

An experimental and numerical investigation of the effect of macro-textured tool surfaces in hot stamping

This paper presents a method of increasing draw-ability of materials in hot stamping processes using forming tools with macro-scale textures on the tool surfaces. Firstly, a series of tool texture designs and orientations were presented and a test programme was designed for the experimental investigation. Top-hat shape drawing experiments in cold and hot stamping conditions were conducted to evaluate the effect of macro-scale tool surface textures on the material drawing. Texture directional and texture feature effects of the blankholders on the draw-ability of the material have been investigated. A finite element model of the top-hat drawing process with textured tool surfaces has been established and validated from experimental data. Further FE process modelling has been carried out and the effects of texture features and forming speed have been studied. The relationships between texture designs and material drawing results have been analysed. The developed FE model can provide a guide to design the geometry of tool textures and optimise the hot stamping process parameters.     

前围外板的冲压工艺设计及成形分析

目的解决汽车覆盖件因为冲压变形复杂,成形工艺参数难以确定的问题。方法分析了汽车前围外板的成形工艺,研究了复杂型面拉深模具的型面设计,以有限元分析软件AUTOFORM为平台,对其冲压成形过程进行了数值模拟。根据模拟结果(成形极限图、材料流动分布及材料变薄率)对拉延型面及工艺参数进行了优化。结果所得零件材料最大减薄率为17.3%,在SPCE(t=0.8 mm)材质减薄率安全范围内(18.7%),消除了成形过程中的暗伤开裂风险,成形结果得到了大大改善。结论 CAE仿真能够预测零件成形过程中存在的缺陷,优化工艺参数,指导模具设计工作。将优化结果用于指导实际生产,得到了符合质量要求的拉延零件。     

高强钢TRB高温下热流变特性

为了准确仿真高强钢板热冲压成形过程,获得高强钢高温下的材料本构关系模型,利用Gleeble3500热模拟试验机在不同温度和应变速率下对不同厚度的高强钢B1500HS钢板进行了单向拉伸试验,获得各种工艺条件下的应力-应变曲线,并基于变形抗力数学模型,引入板材厚度参数,通过最小二乘法进行数据拟合获得高强钢TRB高温下的材料本构关系.利用试验结果对本构关系模型进行的拟合验证表明,拟合程度较好,说明建立的材料本构关系能很好地描述高强钢TRB在高温下的应力-应变关系.     

汽车前围板冲压数值模拟及工艺参数优化

针对汽车覆盖件冲压过程变形复杂的特点,对某型号汽车前围板零件拉深过程进行数值模拟,分析压边力及拉延筋的变化对该零件成形效果的影响.通过成形极限图优化压边力及拉延筋,最终获取该零件拉深工序合适的工艺参数,为汽车覆盖件冲压工艺提供快速、有效的设计方法.