基于光亮带长度的冲裁凸模磨损的仿真预测

磨损是冲裁模具常见的一种失效形式,以预减振盖板零件为分析对象,利用Pro/E软件建立板料冲裁的几何模型,应用Deform-2D模拟软件对板料的冲裁过程进行有限元仿真,分析了冲裁过程中的应力分布状态,研究了冲裁工艺参数对零件光亮带长度及凸模磨损深度的影响。仿真结果表明:光亮带的长度随着冲裁间隙与凸模刃口圆角半径的不断增大而减小,而随着冲裁速度的逐渐增大而增加;凸模的磨损深度随着冲裁间隙的不断增加而减小,而随着凸模刃口圆角半径与冲裁速度的增大呈现出逐渐增加的变化趋势。此外,设计了一副冲压级进模进行试验验证,光亮带长度的模拟值与试验值分别为0.569与0.518 mm,两者之间的相对误差为9.85%,从而验证了利用光亮带长度间接衡量模具磨损情况的可行性。     

基于正交试验的板料预切冲裁断面质量优化

以离合器中的冲压零件为分析对象,选择预切冲裁深度、冲裁间隙以及冲裁速度为影响因素,以光亮带长度作为评价指标,建立4因素3水平正交试验,利用Deform-2D仿真软件对不同冲裁工艺参数组合下的板料预切冲裁断面质量进行了有限元模拟。通过正交试验的极差分析得知,冲裁工艺参数对板料预切冲裁断面质量的影响程度分别为:冲裁间隙冲裁速度预切冲裁深度。研究得出板料预切冲裁的最优工艺参数组合为:预切冲裁深度为0.15 mm,冲裁间隙为8%t,冲裁速度为15 mm·s-1,光亮带长度的模拟值为0.83 mm。借助冲压级进模进行冲裁试验,光亮带长度的试验值为0.738 mm,其与有限元模拟值之间的相对误差为12.5%,可为企业的实际生产提供指导。     

基于有限元模拟的冲裁毛刺控制方法

基于板料冲裁过程的分析,提出一种控制冲裁毛刺的方法,即预切冲裁法。利用Deform-2D软件对1.2 mm厚的不锈钢板料AISI304的预切冲裁过程进行有限元模拟,分析了预切冲裁的断面质量及应力分布状况,研究了工艺参数(预切角度、预切深度、冲裁速度、冲裁间隙)与光亮带长度之间的变化关系。模拟结果表明:冲裁件断面的光亮带长度随着预切角度、预切深度及冲裁速度的增加呈现先增大后减小的变化趋势,而随着冲裁间隙的增加则不断减小。预切冲裁法在合理的预切深度范围内(0.2~0.4 mm)实现了冲裁毛刺的控制。此外,利用模具验证了预切冲裁法的实用性,试验值与模拟值的误差为17.78%,该方法有助于提高产品质量。     

基于响应曲面法的QSTE460板料冲裁工艺参数优化

以冲压零件作为分析对象,基于响应曲面法设计板料冲裁的模拟试验,利用DEFORM-2D模拟软件对板料的冲裁变形过程进行有限元模拟,建立了冲裁工艺参数与冲裁断面光亮带长度之间的数学模型。通过模拟结果的分析得知:冲裁间隙与模具刃口圆角半径对光亮带长度的交互式影响最大。将冲裁速度、冲裁间隙以及模具刃口圆角半径作为设计变量,以光亮带长度作为优化目标,利用Design Expert软件对响应曲面模型进行优化,得到板料冲裁的优化参数:冲裁速度为14.04 mm·s-1,冲裁间隙为8.99%t(t为板料厚度),模具刃口圆角半径为1.25%t,光亮带长度的响应值为0.834 mm。此外,利用冲压模具进行试验验证,试验值与响应值之间的相对误差为11.8%,验证了响应曲面法应用于板料冲裁工艺参数优化的准确性。     

基于Co元素的冲压模具磨损的仿真预测

以0.2 mm的C5210R-EH磷青铜材料冲裁过程中的模具磨损作为研究对象,分析了板料冲裁变形过程中的接触摩擦情况。基于骨架理论和复合强化理论,运用Co元素的变化量对凸模的磨损进行评价,借助DEFORM-2D软件对板料冲裁变形过程中的凸模磨损分布情况进行有限元仿真,分析了冲裁工艺参数对Co元素的变化量以及凸模磨损的影响变化趋势。研究结果表明:凸模端面的磨损量远小于侧壁的磨损量;凸模的磨损深度以及Co元素的变化量随着冲裁间隙的不断增大而减小,随着冲裁速度的不断增大而逐渐增加,而随着凸模刃口圆角半径的逐渐增大则呈现出先减小后增大的变化趋势,研究结果为冲压模具磨损的仿真预测提供了一种评价方法。     

基于零件冲裁毛刺高度的冲压模具磨损预测

冲压模具的磨损会引起冲裁间隙的增大,导致零件冲裁毛刺高度的增加。利用DEFORM-2D软件对0.8 mm料厚的CK75弹簧钢板料的冲裁过程进行有限元仿真,分析了冲裁模具的磨损过程,深入研究了冲裁工艺参数对冲裁毛刺高度与模具磨损的影响变化趋势。研究结果表明:在研究的冲裁工艺参数范围内,零件冲裁毛刺的高度随着冲裁间隙与冲裁速度的不断增加而增大,而随着模具刃口圆角半径的增大则表现出先增加后减小的变化规律;冲裁凸模的磨损深度伴随着冲裁间隙的增大而逐渐减小,随着冲裁速度的增加而增大,而随着模具刃口圆角半径的增加表现出先增大后减小的变化规律。此外,借助冲压模具进行冲裁试验,冲裁毛刺高度的仿真值与试验值之间的最大相对误差为17.7%,从而为衡量模具磨损状况提供了一种比较直接的方法。     

基于Deform-2D的铝合金板料自冲铆接质量的研究

以电动汽车电池箱中铝合金板料的铆接为研究对象,利用Deform-2D软件,建立板料自冲铆接的有限元模型,并对两层1. 5 mm料厚的5052-H32铝合金板料的自冲铆接过程进行有限元仿真,借助铆接设备与安装模具对仿真结果进行试验验证,得到互锁长度、残余厚度和钉头高度的模拟值与试验值之间的相对误差分别为11. 46%、5. 37%和2. 86%,从而验证了有限元仿真的正确性。在有限元仿真的基础上,分析了工艺参数对板料铆接质量的影响变化趋势。研究结果表明:互锁长度随着模具凸台高度以及铆接速度的增加而增大,而随着模具深度的增大呈现不断减小的趋势;钉头高度与残余厚度随着模具凸台高度及铆接速度的增加而不断减小,而随着模具深度的增加则呈现逐渐增大的变化规律。     

传动片冲裁凸模所受应力与疲劳寿命的研究

以汽车离合器中的弹性零件传动片为研究对象,建立传动片冲裁凸模疲劳分析的有限元模型,利用ANSYS Workbench有限元软件模拟了传动片冲裁凸模的应力分布状况及疲劳寿命。数值模拟结果表明,采用结构改善后的凸模,使得过渡圆角区域的最大应力值由1109.2 MPa减小为1058.6 MPa,凸模的疲劳寿命由75715次提高到120400次。借助冲压级进模得知,结构改善后冲裁凸模的疲劳寿命试验值为107493次,与模拟值之间的相对误差为10.72%,从而验证了数值模拟的正确性。此外,基于改善后凸模结构对传动片冲裁凸模进行标准化,其对企业传动片冲压级进模的设计具有重要的指导意义。     

软模冲裁工艺数值模拟及变形机理

采用试验与有限元模拟相结合的方法研究了软模冲裁与变形机理。通过体积压缩试验将聚氨酯变形转化成压强形式,避免了有限元模拟中构建本构模型与处理耦合变形的问题。利用ABAQUS软件建立了二维轴对称模型,揭示了板料变形机理,分析了浸入深度与应力三轴度的变化情况以及板料厚度对冲裁力和塌陷程度的影响。设计制造了软模冲裁装置,从冲裁力-行程曲线方面进行了工艺试验验证。研究结果表明,裂纹在凸模刃口附近产生并单方向扩展;聚氨酯硬度增加可减少冲孔后的塌陷程度,但同时会增大冲裁力;随着材料厚度增加,冲裁力与塌陷程度均明显增大。     

高强钢板冲裁断面质量的分析与优化

为分析高强度钢板在冲裁过程中边缘破裂现象的产生机理,通过实验和有限元数值模拟两个方面研究板料断面质量的影响因素,并进一步改善冲裁断面质量。基于正交试验和灰色关联分析方法,通过冲孔试验和数值模拟分析,研究了冲孔孔径、凸凹模间隙、摩擦因素和冲孔速度等因素对高强度双相钢DP780板料冲孔后断面质量的影响。结果表明:各个试验因素对板料断面质量的影响顺序为:凸凹模间隙冲孔速度冲孔孔径摩擦因素。同时,通过对裂缝边缘图像的观察和对有限元数值模拟的分析,揭示了剪切边缘的应力、应变分布以及边缘形貌的差异,为研究板料破裂提供了一种新方法。     

盘式转向节模锻的有限元模拟与实验研究

使用塑性有限元分析软件Defom3D.对盘式转向节两种坯料成形过程进行了模拟分析,通过成形过程中金属的流动情况,确定了合理的制坯形状,根据模拟确定的毛坯成功地试制出盘式转向节模锻件.有限元模拟技术通过虚拟的材料加工过程,比较和判断坯料的合理性,可以极大地节省生产成本和提高生产效率.     

国产锆合金板料冲裁间隙的有限元分析

锆合金常用于制作核电设备的重要元器件。为了提高国产锆合金板料冲裁的产品质量与模具寿命,针对锆合金板料价格昂贵和各向异性明显的特点,利用有限元模拟软件研究不同冲裁间隙下的冲裁效果。通过试验测得国产锆合金的材料参数,利用有限元软件模拟分析在冲裁过程中冲裁力、冲裁功和工件断面质量随冲裁间隙变化的趋势;研究合理冲裁间隙的取值、以及厚向异性系数对合理冲裁间隙和断面质量的影响;通过裂纹扩展方向分析和实物断面分析验证了模拟分析的正确性。结果表明,厚度为0.47 mm锆合金板料的合理冲裁间隙为0.035 mm;厚向异性系数的变化对合理冲裁间隙的取值没有明显影响,但是对工件断面质量有显著影响。     

刮板锻造成形工艺的模拟研究

针对刮板锻造成形进行工艺分析,确定合适的分模面。利用有限元软件对刮板的2种制坯工艺方案模拟,确定合理的制坯工艺。选用不同尺寸的坯料,模拟分析金属流动情况、应力应变分布、成形载荷等,确定最优坯料,提高材料利用率。     

基于计算机仿真的复杂薄板冲压成形工艺研究

采用非线性有限元分析软件对飞机内蒙皮成形过程进行计算机模拟。涉及到如何构建复杂薄板零件的有限元模型,分析压边圈的设计对冲压成形的影响,2种坯料外形方案的仿真结果比较。所做的研究对相似零件冲压仿真有一定的指导作用。     

Cr12MoV钢冲裁模的失效分析与热处理工艺优化

Cr12MoV钢冲裁模使用时因过度磨损而早期失效,从服役环境、化学成分、硬度、显微组织进行分析,并采用有限元仿真对冲裁模服役时的温度分布进行计算。结果表明:冲裁模化学成分符合标准规定,硬度略低于技术要求,显微组织中共晶碳化物不均匀度及大块碳化物尺寸超出标准规范,现场测试及仿真计算表明冲裁模服役温度较高(<500 ℃)。冲裁模热处理工艺不当,组织存在缺陷,抗回火稳定性及热疲劳性较差,使用过程中因服役温度较高发生回火软化,从而造成冲裁模的早期磨损失效。建议采用具有高淬高回特征的热处理工艺,利用Cr12MoV钢的二次硬化效应赋予冲裁模良好的抗回火稳定性。利用优化后的工艺生产的冲裁模使用寿命提高至原来的4.62倍。     

汽车离合器盘毂法兰盘成形工艺分析

根据汽车离合器盘毂的结构特点,设计其轴杆部分与法兰盘分开加工的工艺,探讨了厚度为3mm的离合器盘毂法兰盘采用精密冲裁的可能性。首先利用有限元方法,采用Deform-3D对法兰盘精密冲压进行模拟仿真,分析不同间隙以及不同压边力和反压力对工件质量的影响,结果表明:厚度为3mm的离合器盘毂法兰盘可采用精密冲裁加工;当模具间隙0.03mm,压边力为800kN和反压力为400kN时零件质量较好。