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.     

翻边拉深复合变形零件成形过程的数值模拟和实验验证

介绍了静力隐式弹塑性有限元板料成形软件的基本理论和关键技术.在板料成形时,翻边拉深复合变形零件的成形规律比单一拉深变形零件的成形规律更难以预测.采用MSC.Marc软件对翻边拉深复合变形零件的冲压成形过程进行了数值模拟,详细分析了零件关键特征区域材料的应力、应变、厚度分布和成形极限的模拟结果,并将板料厚度的模拟结果与实际测量结果进行了比较.结果表明,应用数值模拟技术可以预测复合变形拉深零件的起皱、破裂、回弹等缺陷,减少反复试验的次数,提高成形零件的质量.     

宽凸缘筒形零件的拉深质量控制

为提高冲压成型金属零件的拉深质量,对宽凸缘筒形零件从拉深变形和应力应变角度进行分析,探讨产生起皱及拉裂的影响因素.提出系列质量控制措施,包括严格限制坯料的变形参数、模具增设可调节压料力的压料装置、合理选择凹模和凸模圆角半径、结合多种因素确定凸凹模间隙、选择具有良好力学性能和表面质量优良的材料,以及使模具和坯料表面定期润滑、合理安排热处理工艺.这些措施提高了金属零件的拉深成型质量,满足了设计精度要求.     

镍基高温合金异形筒体零件的焊接工艺研究

镍基高温合金异形筒体零件由拉深成形的上、下半部通过氩弧焊（TIG）焊接方法连接成整体。本文从镍基合金的焊接性能和零件焊接参数选择出发,分析了异形筒体零件TIG焊产生焊接缺陷和焊接变形的原因,并讨论了减少焊接缺陷和控制焊接变形的相关措施。     

宽凸缘异状筒形零件的拉深工艺设计

针对宽凸缘异状筒形零件的拉深工艺设计,提出了当量筒形直径的概念,阐述了宽凸缘异状筒形零件拉深工艺参数的设计方法,指出工序件的坯料尺寸、首次拉深系数、拉深高度等工艺参数的设计与当量筒形直径有关,而凸缘外径的确定可参考常规设计,从而设计合理的拉深工艺,满足宽凸缘异状筒形零件的拉深要求.     

强制润滑深拉深研究

本文对强制润滑深拉深进行变形力学分析,导出了拉深应力公式,求出极限拉深系数;提出了拉深力和凹模腔内液休压力的理论计算公式。同时进行了系统的实验测示,计算结果和实验测示相符。在实验的基础上,给出了强制润滑深拉深的合理单位压边力及其它工艺参数。通过对几种常用材料的圆筒形零件的拉深实验表明,强制润滑深拉深其变形程度大,一次拉深的最小拉深系数达0.37,拉深高度与直径比大于1.3—1.5;拉深零件质量高,凹模不易磨损,工艺装置简单,是一种经济效益显著的深拉深新工艺。     

三边圆弧形横截面空心零件旋压成形应变网格实验

以三边圆弧形横截面空心零件为研究对象,进行了应变网格实验,获得了旋压件母线方向、周向和厚向的应变分布规律及等效应变分布规律.结果显示:旋压件侧壁和口部的应变状态为母线方向受拉、周向和厚向受压,以母线方向和厚向的应变为主,周向应变很小;侧壁和口部成形时坯料变形方式分别是剪切旋压和以剪切旋压为主、兼有拉深旋压的复合变形;旋...     

拉深零件皱曲测量及评价指标的研究

起皱是板材拉深成形中的重要缺陷，产生的皱曲具有数量多、幅值变化大和形态多样的特点。如何评价零件起皱程度以及数学定义零件表面质量，由于皱曲难以精确测量和量化描述，目前尚没有统一的标准。基于非接触式激光测量、反求造型和数据处理等技术，以典型拉深件锥形件为模型，建立了零件截面皱曲的数字形貌波形图；并通过分析皱曲数字形貌的变化趋势和分布特点以及皱曲截面形状的特征点，建立了3种皱曲评价指标，既反映了零件上各点相对标准曲面距离变化程度的几何本质，又比较客观地量化描述了拉深零件的表面质量，研究结果表明提出的评价指标是比较准确适用的。     

汽车覆盖件引伸常见缺陷分析

汽车覆盖件是指覆盖发动机、底盘、构成驾驶室和车身的薄钢板异形体的外表面零件和内表面零件。这类零件由于外观和刚度的特殊要求，一般都具有复杂外形(空间曲面)，不仅成形困难，而且容易产生回弹、起皱、拉裂、表面缺陷和平直度低等质量问题。影响引伸成形的因素很多，如材料性能、零件和冲模的几何形状与尺寸、变形条件(压边力、摩擦和温度等)以及冲压设备性能和操作水平等。本文对汽车覆盖件引伸过程常见缺陷产生原因进行了分析，并从模具、材料、设备三方面介绍了解决方法。     

半球形件变液压力变压边力充液拉深研究

采用充液拉深工艺,运用变液压力变压边力组合的方法,以DYNAFORM软件为平台,对半球形件的成形过程进行了有限元仿真模拟.仿真结果表明,在恒定压边力充液拉深下,零件易发生起皱和破裂,零件减薄率较大,无法满足成形要求.采用变液压力和变压边力组合的加载方式进行研究.研究结果发现,采用变液压力变压边力组合进行充液拉深的零件不破裂、不起皱、减薄率小,零件厚度分布均匀,能够较大程度地改善零件的成形效果.最后通过试验验证了该工艺的可行性.     

板材成形过程中直拉深筋作用的数值模拟

本文通过对板料在直拉深筋中变形过程的分析,给出了一个简化的直拉深筋作用分析模型.针对这个模型建立了有限变形弹塑性有限元方程,并利用所编制的程序计算了半圆形截面和方形截面直拉深筋作用下板料的变形.实验表明数值分析结果是可靠的.     

板材成形中的技术革命

提出板材成型技术中存在技术革命。第一次技术革命以板材成形从工场走向工厂为标志;第二次技术革命以实验成形性评定和实验变形分析为标志;第三次技术革命以理论成型性评定及成型CAD/FMS的出现为标志,它是原材料工业迎接材料科学技术革命的一条有效途径。 板材成型成为一个科学领域必然要与板材生产密切结合,这就提出了发展板材系统工程的需要。板材系统工程的基本内容是:(a)板材生产,(b)板材成型,(c)板材冶金过程与板材成形过程的协同。 回顾计算机辅助成型性分析和工艺优化的发展,提出了计算机辅助战形性分析体系、计算机辅助成形工艺优化体系及板材成型学科体系并给出了这三种体系的框图。     

板料渐进成形工艺等高线图生成方法的研究

板料数字化渐进成形工艺可以通过数控渐进成形机床加工出成形极限较大、形状复杂的板材零件,在航空航天、汽车和民用产品的小批量钣金件加工方面具有广泛的应用前景。如何生成成形零件的等高线图是该工艺的关键技术。对板料渐进成形工艺等高线图的生成方法进行了研究,提出一种基于Matlab拟合Bezier曲面并快速生成等高线图的方法。对理论抛物面和飞机翼面的仿真研究表明,提出的等高线图的生成方法,工程精度较高、算法简单。计算速度快,适合在板材数字化渐进成形工艺中推广应用。     

板料拉深成形工艺参数的多目标遗传算法优化

拉深是板料冲压成形的关键工艺。拉深成形工艺参数优化是一个典型的多目标优化问题。该文在板料拉深成形数值模拟的基础上,确定了工艺参数多目标优化的待优化变量和优化目标,进而建立了优化数学模型,然后采用多目标遗传算法N SGA-II对该模型进行了优化。以某翼子板为例,采用N SGA-II算法对其拉深工艺参数进行优化,得到一组Pareto解,选择其中一组参数进行数值模拟,结果显示零件具有较好的成形性,说明该方法具有较好的优化效果。     

板料拉深成形工艺参数的多目标遗传算法优化

拉深是板料冲压成形的关键工艺。拉深成形工艺参数优化是一个典型的多目标优化问题。该文在板料拉深成形数值模拟的基础上,确定了工艺参数多目标优化的待优化变量和优化目标,进而建立了优化数学模型,然后采用多目标遗传算法NSGA-II对该模型进行了优化。以某翼子板为例,采用NSGA-II算法对其拉深工艺参数进行优化,得到一组Pareto解,选择其中一组参数进行数值模拟,结果显示零件具有较好的成形性,说明该方法具有较好的优化效果。     

汽车板精益成形技术

建立了面向零件成形特征的合理选材方法，发明了高效的拉延筋阻力混合优化设计方法，构建了变压边力控制实验平台。从降低成形质量对材料和工艺过程波动敏感性的角度出发，研究面向材料和工艺参数随机波动的成形质量的稳健控制。形成了基于“合理选材、工艺优化、稳健设计”思想的汽车板精益成形技术体系。通过在宝钢股份和多家汽车厂10多年的成功应用，支持宝钢汽车板的市场占有率稳步达到50 %，有效地推动了国产汽车板使用技术的发展。     

汽车翼子板多工步拉延成形有限元模拟分析

运用Dynaform软件对翼子板的拉延成形进行模拟和数值分析,通过对板料、工具、工序及控制参数等相关参数的设置,研究压边力、冲压速度和拉延筋对翼子板拉延成形的影响,并预测成形过程中板料的裂纹、起皱和减薄;根据板料变形的复杂程度设置拉延筋阻力的大小和分布,合理改变变形区板料的受力状态,提高实际冲压过程中的加工质量。     

基于遗传神经网络的数字化渐进成形回弹预测

针对传统BP神经网络具有易陷入局部极小等缺陷,采用遗传算法(GA)对BP神经网络(初始权值、阈值)进行了优化,将人工智能技术和激光扫描测量技术有机结合,建立了金属板材数字化渐进成形回弹预测的遗传神经网络模型,对计算结果与BP神经网络预测结果进行比较,表明遗传神经网络预测值与实测值之间具有很高的相关性和精确度,该模型可用于预测渐进成形工艺参数与回弹量之间的映射关系,为金属板材数字化渐进成形回弹量的预测开辟了一条新的途径.     

高强度钢板方盒形件拉深粘模行为

采用方盒形件拉深成形的方法,对高强度钢板SPFC590在干摩擦和半干摩擦条件下的拉深粘模行为进行研究.选用的模具材料分为2类:一类为无涂层模具SKD11,SLD和等温淬火球墨铸铁ADI;另一类为以SKD11为基体的涂层模具TiCN(PVD),TiCN(CVD),TiC(CVD)和DLC.Si(DC-PACVD).采用无涂层模具时,在半干摩擦条件下仅少数几次拉深就出现宏观粘模现象,模具上粘模产生的位置位于凹模直边底部附近,而没有出现在凹模圆角处,并随着拉深次数的增加向上扩展;拉深工件上粘模产生的位置则位于工件项部的直边和圆角部分连接处,并随着拉深的进行向下扩展;涂层模具经120次拉深后均未发生明显的粘模,但TiCN(PVD)和TiCN(CVD)涂层模具在凹模底部附近出现了微观粘着物;TiCN(CVD)和DLC-Si(DC-PACVD)涂层模具拉深1 000次后均未出现明显粘模现象,但TiCN(CVD)涂层模具上出现了微观粘着物,而DLC-Si(DC-PACVD)涂层模具上没有任何粘着物产生.     

多工步板料成形过程的计算机仿真

目前金属板料成形工艺制定和模具设计仍然采用传统的单纯依靠工艺人员的经验和试模生产验证的方法进行,难以掌握成形过程材料的流动情况,以及进行工艺参数的优化．针对设计生产中这一普遍状况,介绍金属板料成形过程计算机仿真技术,探讨了在生产实际中应用ＣＡＥ技术的技术路线．通过比较单工步成形和多工步成形分析的技术特点,介绍了多工步成形过程的计算机仿真中的信息传递,并给出汽车轮辐多工步成形过程仿真的成功案例．