高强度钢筒形件拉深工艺研究

影响筒形件的拉深工艺的参数有凸凹模间隙、压边力、凸凹模圆角半径和冲压速度等。为了探究不同因素对于拉深工艺的影响大小,采用有限元模拟分析了前3个工艺参数对高强度钢筒形件拉深成形的影响,并对筒形件不同位置的厚度及硬度进行测试分析。结果表明,前3个工艺参数因素对筒形件最大减薄率和最大增厚率影响主次并不一样,其中对最大减薄率影响主次顺序为:凸凹模圆角半径→凸凹模间隙→压边力,对最大增厚率影响主次顺序为:压边力→凸凹模圆角半径→凸凹模间隙。模拟得出了试验钢较好的拉深工艺参数组合,模拟结果与试验结果均是在凸模圆角出现最大减薄,在法兰边缘出现最大增厚,且模拟值与试验值接近;试验钢经拉深成形后,硬度值均大于拉深前,其中筒形件底部变化最小,法兰区变化最大。     

板料冲压模具扩孔和渐进成形扩孔的对比分析

分别采用传统的锥形凸模和渐进成形工艺对板料的扩孔特性进行试验,其中渐进成形扩孔的工具轨迹根据传统冲压的锥形凸模的形状设计.探讨了工具轨迹对渐进成形扩孔特性的影响.结果表明:与传统冲压扩孔件相比,渐进成形扩孔件的厚度最薄处位于孔口向外偏置一定距离的圆周上,而不在孔口边缘;渐进成形扩孔件的变形模式为剪切变形和弯曲变形综合作用,扩孔件沿直径的厚度分布与初始板厚不满足正弦定理;与传统的模具冲压扩孔相比,渐进成形的扩孔率提高了24.4%.     

压边力对汽车前轮罩板成形性能的影响

为了有效解决实际生产中优化汽车前轮罩板拉深成形工艺的问题,根据左右轮罩板件的结构及性能要求,设计拉深数模及其工艺,在恒定压边力条件下,对轮罩板件拉深成形过程进行数值模拟。通过数值模拟从典型变压边力加载模式中得到一条最优变压边力加载曲线,使拉深件不出现起皱和拉破现象,并且使零件区域厚度分布最均匀。与恒定压边力下的最优结果进行比较得出,U型变压边力加载模式为最佳方案。     

变凸模运动曲线对板料成形极限性能的影响

研究影响板料拉深失稳的因素大都忽略凸模运动曲线对板料成形极限性能的影响,利用伺服压力机可加载任意滑块速度和位移,以筒形件拉深为研究对象,加载了不同的凸模运动曲线,采用ANSYS／LS‐DYNA进行拉深模拟并经实验论证。结果表明,不同的凸模运动曲线对拉深件厚度减薄率分布会产生很大的差异,其中台阶式凸模运动曲线对提高板料极限成形能力最为显著。     

模糊信息优化技术在筒形件拉深CAPP中的应用

分析筒形件极限拉深系数的影响因素，运用模糊信息化技术优化工艺设计方案。使用塑性成形仿真软件模拟工件实例验证方案，用验证结果指导筒形件拉深CAPP程序的内核设计。增强了CAPP软件的灵活性和实用性。经实验验证，该项技术节省了人力、物力和财力，缩短了模具开发周期和降低了生产成本，开拓了一条仿真软件模拟、实验与理论相结合的筒形件拉深新工艺。     

变压边力对差厚拼焊板方盒形件拉深成形质量的影响

与单板相比,由于料厚比(或强度比)、焊缝性能以及成形过程中焊缝移动的影响,使拼焊板成形更为复杂。拼焊板拉深是拼焊板冲压成形中最典型成形工艺,影响拼焊板拉深成形质量的主要因素有压边力、模具几何参数、料厚比和摩擦条件等。其中,压边力的大小及加载方式对拉深成形极限及焊缝移动有着显著影响。本文采用数值模拟技术,研究了拼焊板方盒形件拉深成形过程中变压边力方案对焊缝移动及成形极限的影响规律。研究表明可以通过调整焊缝两侧板料压边力的大小,使得在尽可能满足成形深度的同时减少焊缝移动,从而提高拼焊板方盒形件的成形质量。     

钢板不等温拉深成形的影响因素研究

建立了高温下方盒形件不等温拉深成形的有限元模型.利用正交试验,研究热冲压过程中模具温度对22MnB5钢板的不等温拉深成形能力的影响,并分析零件几何参数对22MnB5钢板的不等温成形能力的影响.结果表明,模具温度越高,22MnB5钢板的成形能力越好;其中凹模温度对成形能力的影响最大,压边圈影响次之,凸模温度影响不大.方盒形件的凸、凹模圆角半径越大,22MnB5钢板在高温下不等温拉深成形能力越好;转角半径越大,转角区域越不易起皱.     

主动径向液压路径对筒形件壁厚分布的影响

基于低塑性、大高径比铝合金板材零件成形需求,提出主动径向加压充液拉深技术,采用数值模拟和实验相结合的方法,对液压加载路径对5A06铝合金球底筒形件主动径向加压充液拉深壁厚分布的影响进行研究。应用基于LS-DYNA3D内核的动力显示分析软件ETA/Dynaform5.5,确定径向压力加载区间为15～35MPa,在该区间内可以成形出壁厚分布较均匀、较大拉深比的铝合金球底筒形件。研究结果表明:在合理的液室压力和主动径向压力耦合加载路径的作用下,可有效地抑制零件球底部的过度减薄;在球底部和筒壁靠近底部的区域内壁厚减小,随着径向压力的增加,壁厚减小量降低,零件最薄处由半球与直壁相接处逐渐向球底转移。     

冲头表面毛化形貌参数对板料杯突值影响的试验

对钢球冲头进行激光毛化处理,在表面得到不同几何参数的球冠状毛化形貌,将其在杯突试验机上进行杯突试验,考察冲头表面不同毛化形貌参数对杯突值的影响规律.结果表明:随着钢球表面毛化形貌参数和分布的改变,板材的杯突值随之变化.经激光毛化处理的钢球冲头,其板材的杯突值减小,最大减小幅度达7.99%;破裂圆的直径增加,破裂关键点远离球顶,向外移动最大距离为2.125 mm;未拉裂杯突试验成形件在球顶和破裂圆之间的厚度大于未造型钢球.球顶板料的厚度随着杯突值的减小而增加,厚度最大增加幅度为8.26%,造型后半球形件最薄处厚度的增加幅度达到2.81%.     

轧制差厚板方盒件拉深成形的实验与数值模拟

分析了轧制差厚板的显微组织和力学性能存在差异性的原因.针对差厚板方盒件的拉深成形过程建立有限元模型，探讨了其变厚度特性及性能差异化特征的建模方法.通过对比实验及模拟条件下方盒件的成形结果，证明了有限元模型的可靠性.根据验证后的有限元模型，以极限拉深高度和过渡区中心线偏移量为评价标准，分析了差厚板的几何参数(过渡区长度、过渡区位置、薄区与厚区的厚度差)对其拉深成形的影响.结果表明，过渡区越长、厚区占比越大、薄区与厚区的厚度差越小，则差厚板的拉深成形性能越好.确定差厚板的几何参数时，需综合考虑板料的成形性能和轻量化效果.     

可控拉深筋高强度钢板盒形件拉深工艺数值仿真

拉深筋高度变化对板料成形时的拉深阻力影响显著,而高强度钢板又是当今难成形板料之一,为此提出可控拉深筋技术以提高高强度钢板成形性能。建立JAC590Y高强度钢板固定拉深筋盒形件拉深成形数值模拟模型及实验装置,通过模拟和实验结果对比分析,得到不同拉深筋高度对高强度钢板成形性能影响显著。依据板料拉深过程中拉深力变化规律设计上升——停止——下降的可控拉深筋运动路径,将此路径应用到类似盒形件的高强度钢板汽车引擎盖边板拉深成形中,获得成形良好的20组方案且可控拉深筋对零件最小厚度影响显著。最终对这20组零件最小厚度均值进行极差分析,得到可控拉深筋最优路径组合及主要影响因子H2,通过GA-BP神经网络及回归分析预测因子H2影响下零件最小厚度变化规律。     

镁合金筒形件拉深成形的临界压边力

采用平面应力假设条件,依据Fields-Backofen流变应力本构模型,对镁合金筒形件拉深成形法兰区的应力分布进行解析分析。运用应力解析公式及能量法,推导镁合金筒形件拉深成形的破裂和起皱临界压边力表达式。通过数值模拟和试验对理论解析进行验证,确定临界压边力的安全区域。研究结果表明:理论解析与数值模拟预测的临界压边力的相对误差分别为9.62%和6.76%;在给定安全区域范围内,试件拉深试验获得成功;理论解析、数值模拟和试验的结果具有良好一致性。     

铝合金拼焊板盒形件拉深中压边力分析及优化

利用焊缝模型、单元类型、材料的本构关系,建立铝合金拼焊板盒形件拉深成形有限元模型.以有限元数值模拟为主要方法分析了压边力对拼焊板拉深成形质量的影响、焊缝的移动规律和焊缝附近金属的变形情况;针对不等厚拼焊板的成形特点,采用薄、厚测不同压边力对成形过程进行优化.研究结果表明,压边力对拼焊板拉伸成形中焊缝及附近区域变形有明显影响,采用不同压边力技术能够在一定程度上提高拼焊板盒形拉深件成形质量.     

激光拼焊板圆锥形件拉深成形影响因素分析

以激光拼焊板圆锥形件为研究对象,基于Dynaform软件平台建立了拼焊板圆锥形件拉深成形的有限元预测模型,利用恒定不等的分块压边实验验证了有限元模型的预测精度,利用该模型分析了拼焊板圆锥形件拉深成形的特点及主要缺陷形式,得出了不同工艺参数对拼焊板圆锥形件的极限成形深度的影响规律以及侧壁起皱和焊缝移动两种主要缺陷形式的影响规律,该研究对拼焊板圆锥形件拉深成形工艺制定和参数选取具有一定指导意义。     

阶梯特征钣金件多道次双点渐进成形策略

针对复杂钣金件采用单点渐进成形技术加工时会产生几何精度低和板厚分布不均的问题,提出了一种多道次双点渐进成形策略.以2种典型的复合圆台形件为研究对象,基于多道次双点独立或协同运动方法,合理规划加工区域并设计出适当的中间过渡轮廓,最终形成多道次双点渐进成形策略.通过将新的双点成形策略与传统单点渐进成形结果进行对比分析,结果表明,在工艺参数相同的情况下,与单点渐进成形技术相比,新的策略成形出的成形件的轮廓精度更高,厚度减薄率明显降低,厚度分布更均匀.     

双相钢盒形件拉深工艺研究

双相钢已广泛的应用于汽车工业领域,双相钢成型性能是进行工艺制定和模具制造的重要依据。本文以双相钢DP500方形盒件的拉深成型工艺过程为研究对象,基于数值分析,采用正交试验法综合考虑了压边力、板料厚度、摩擦系数和凸凹模间隙因素对拉深成型质量的影响。结果表明,压边力和摩擦条件均对双相钢的拉深性能有重要影响,盒形制件在凹凸模间隙为2.1mm,压边力为30 k N,摩擦系数为0.2,板料厚度为2 mm时获得最佳成形质量,研究结果可提供模具制造和成型控制的有效参考。     

高强度钢板成形中零件表面损伤实验

分析总结了板料冲压成形中表面损伤的国内外研究成果,设计了一种带拉延筋的不等转角角锥件以模拟高强度钢板拉深过程中的零件表面损伤缺陷,用最大划痕深度来评价冲压件表面损伤程度.研究结果表明:随着拉深次数的增加,零件表面损伤越来越严重,表面损伤增长速度越来越快;表面硬度低的模具更容易使零件产生表面损伤;变形方式越复杂的变形区域越容易引起表面损伤缺陷.     

基于拉深孔成形技术的杯形件拉深数值模拟

分析了拉深孔成形时的力学机理,并以杯形件为研究对象,进行拉深孔成形有限元模拟,同时分析了拉深后拉深件的危险断面处厚度减薄率和成形极限图(FLD).分析结果表明,拉深孔排列规律、密度和孔径变化对板料的极限拉深高度有很大影响.     

模具表面形态演化对冲压件表面损伤的影响

实验研究了高强度钢板成形过程中模具表面形态的演化规律及其对冲压件表面损伤的影响.高强钢冲压件采用带拉深筋的盒形件拉深工艺完成,使用Ry值评价模具表面粗糙度和零件表面损伤,借助光学显微镜观察零件表面损伤微观形貌.结果表明:随着盒形件拉深次数的增加,模具表面的Ry值不断增加,且只有在凹模圆角处发生增长,模具法兰的Ry值没有明显变化,同时冲压件表面损伤不断加剧,表面损伤萌生位置发生在盒形件圆角处;另外,模具硬度越小,模具表面Ry值增长速度越快,冲压件越容易产生表面损伤.     

高长方盒形件正、反拉深模具设计

高长方盒形件采用的材料和尺寸结构如采用正拉深工艺需要三套模具,在机械传动拉深机上拉深成形,拉深件废品率高达10%左右,且很难拉深成功。而采用正、反拉深相结合的拉深工艺,只需两套模具,经过投产使用,拉深件达到100%合格。高长方盒形件在正、反拉深成形过程中,采用特殊的凹模、压边圈工作型面,在拉深变形时使金属材料进入凸、凹模型腔时流速均匀,采用猪油做润滑剂,对铝金属材料拉深变形很适用。