预弯对铝合金管材内高压成形缺陷与尺寸精度的影响

铝合金异形截面管件是实现汽车结构轻量化的有效途径之一,其成形工艺是先将铝合金管材经过数控弯曲获得轴线形状,然后进行内高压成形。弯曲产生的回弹、截面畸变及起皱等缺陷会影响后续内高压成形的质量。本工作通过建立管材塑性弯曲的理论模型和材料模型,计算任意弯曲角度的卸载回弹量,在弯曲过程考虑回弹量补偿,有效避免了内高压成形时的咬边缺陷。通过改善芯轴条件,使用带有一个芯球的芯轴,使截面不圆度由7.55%降低至1.43%,避免了弯曲件在内高压成形时发生破裂。同时对弯曲产生皱纹的管件进行内高压成形,证实了内高压成形过程不能够消除管件在弯曲过程形成的起皱。通过工艺实验研制出6063铝合金异形截面管件,获得了无缺陷的成形件。对47个内高压成形件进行尺寸精度测量,最大尺寸偏差为1.08mm(1.63%),尺寸和精度符合设计要求。     

QUANTITATIVE PREDICTION FOR SPRINGBACK OF UNLOADING AND TRIMMING IN SHEET METAL STAMPING FORMING

Based on the elastic-plastic large deformation finite element formulation as well as the shell element combined discrete Kirchhoff theoretical plate element (DKT) with membrane square element, deep-drawing bending springback of typical U-pattern is studied. At the same time the springback values of the drawing of patterns' unloading and trimming about the satellite aerial reflecting surface are predicted and also compared with those of the practical punch. Above two springbacks all obtain satisfactory results, which provide a kind of effective quantitative pre-prediction of springback for the practical engineers.     

Grain size effect on cyclic deformation behavior and springback prediction of Ni-based superalloy foil

In order to clarify the influence of grain size on cyclic deformation response of superalloy sheets and springback behavior, cyclic loading–unloading and shearing tests were performed on the superalloy foils with 0.2 mm in thickness and diverse grain sizes. The results show that, the decline ratio of elastic modulus is weakened with increasing grain size, and the Bauschinger effect becomes evident with decreasing grain size. Meanwhile, U-bending test results determine that the springback is diminished with increasing grain size. The Chaboche, Anisotropic Nonlinear Kinematic (ANK) and Yoshida-Uemori (Y-U) models were utilized to fit the shear stress–strain curves of specimens. It is found that Y-U model is sufficient of predicting the springback. However, the prediction accuracy is degraded with increasing grain size.     

基于响应面法的挡风梁冲压回弹预测模型

以5182铝合金挡风梁成形后的回弹为研究对象,通过单向拉伸试验,获取了5182铝合金板料在不同轧制方向及应变速率条件下的真实应力应变曲线,并将其引入数值模拟模型,研究了板料成形速度、模具间隙、摩擦系数对5182铝合金挡风梁成形回弹的影响规律并分析了其形成原因。然后根据响应曲面法建立了5182铝合金挡风梁回弹预测模型,进而通过不同条件下的实验对比,对该预测模型进行了验证。研究结果为铝合金板料回弹的分析提供了新的思路。     

基于钉书机钣金外壳的级进模设计

分析了订书机钣金外壳零件的结构特点和冲压工艺性,将成形难度锁定在产品侧面的小孔及小孔沉头,结合生产要求,提出了采用14工位的级进模工艺方案,依方案确定级进模的料带图。根据成形难度,重点介绍了该模具滑块与侧冲针的结构,将滑块的斜楔设置在滑块的两侧,将侧冲针的头部设计为圆锥形状,锥形起定位作用,使侧孔的形状稳定。在冲侧孔时,合理地利用钣金外壳的回弹,使产品侧边小孔的沉头在回弹作用下脱离凸模的凹陷位,从而实现顺利脱模,并用吸气的方式实现排屑。最后,绘制模具装配图,并阐述其工作过程。结果表明:钉书机钣金外壳件采用一套级进模成形,可连续进行冲孔、折弯、压凸、成形等工序,实现高效率的冲压生产,为同类制件的生产提供了一定的理论指导和技术支撑。     

基于活动拉深筋过拉深工艺的高强钢S梁扭曲回弹控制研究

采用CAE分析与现场调试相结合的方法,研究了高强钢变截面S梁拉延后的扭曲回弹规律,发现拐角特征是S梁发生扭曲回弹的关键影响因素。通过对拐角截面的应力和变形分析,解释了拐角造成扭曲回弹的原因,并设计了成形筋,以控制拐角造型引起的扭曲回弹。在设计成形筋的基础上,比较了变压边力和活动拉深筋过拉深两种工艺方案对S梁扭曲回弹的改善效果。研究结果表明活动拉深筋过拉深工艺对S梁扭曲回弹的改善更有效。     

平面变形回弹迭代补偿的收敛准则及应用

针对板材平面变形过程中的回弹问题,基于迭代法建立了迭代补偿机制,给出了迭代参量收敛性的判定准则。对于简单应力状态下平板单向拉伸和双向拉伸的弹塑性变形过程,证明了参量轴向长度对迭代补偿机制具有收敛性。对于宽板V形自由弯曲工艺,通过理论和实验验证了弯曲曲率和弯曲角的收敛性。进而,将迭代补偿机制应用于宽板自由弯曲工艺的回弹控制,对曲率和弯曲角分别进行了迭代补偿实验,结果表明,根据每次试验的回弹量,迭代补偿机制可以预测下一次补偿值,使弯曲工艺经过2～3次迭代,就获得了误差小于0.1%的目标曲率和误差小于0.5%的目标弯曲角,收敛速度很快。而且,对于同一材料的同一成形工艺,每次的补偿量只取决于回弹前后的迭代参量差值。     

翼子板冲压回弹优化方法及应用

以翼子板为研究对象,针对其冲压回弹问题,分析回弹产生的原因,并提出翼子板各区域回弹的工艺优化方法,利用AutoForm模拟软件验证了方法的有效性.实际案例结果表明:CAE分析技术可对回弹进行有效判定,回弹工艺优化方法可实现部分回弹的有效控制。     

车门外板轮廓翻边R角锐化及回弹控制方案

针对车门外板轮廓翻边R角(后门C柱侧)、车门外板轮廓整形R角(后门B柱侧)锐化进行工艺方案分析及实物论证,并针对车门外板单件刚性差,回弹控制难度大的特点,调整冲压工艺方案,利用AutoFrom软件进行回弹模拟分析验算,并在模具开发中进行应用,经实物验证调整方案有效。     

汽车发盖内板回弹分析及补偿方案

以某车型发盖内板为例,介绍了在模具设计阶段初期对制件进行回弹分析,并根据回弹量制定模具工艺模面的补偿方案,减少后期实物阶段的制件回弹问题调试整改工作量,案例对汽车行业模具设计者在设计阶段分析制件反弹及后续采取处理措施方面有指导和借鉴意义。