汽车前地板单动拉延成形工艺分析与数值模拟

以某型号微型面包车的前地板拉延成形过程为例,对材料特性进行分析,并建立数学建模后,进行冲压模拟分析。选取冲压成形工艺参数中的压边力、凸凹模间隙和拉延筋高度3个因数进行正交试验分析,以坯料的局部最小厚度为优化目标值,以防止产生拉裂现象。冲压数值模拟分析表明,压边力最显著,拉延筋高度为其次,凸凹模间隙为最次。为保证前地板冲压成形的均匀性,最佳工艺参数为压边力950 k N、凸凹模间隙0.84 mm、拉延筋高度6 mm,并对前地板零件进行验证。验证结果表明,成形表面较为光顺,且无裂纹,虽在曲率变化较大的区域有少量褶皱外,但冲压质量完全符合前地板设计要求。     

汽车覆盖件常见质量问题及影响因素研究

分析了汽车覆盖件起皱、破裂和回弹等常见质量问题产生原因及预测方法,讨论了压边力、冲压速度、凸凹模间隙及拉延筋布局对覆盖件成形质量的影响,提出了解决方法。     

汽车发动机罩外板拉深成形的数值模拟

以板料成形的弹塑性理论和Dynaform软件为基础,对一汽大众宝来A5发动机罩外板的拉深过程进行了研究.采用正交实验法对外板零件的拉深工艺参数和模面结构参数进行了设计,研究了压边力、冲压速度、拉深筋高度和凸凹模间隙对外板零件起皱与破裂的影响规律.结果表明,压边力及冲压速度对外板零件的局部最小厚度影响均较大,凸凹模间隙及拉深筋高度对局部最小厚度的影响却较小.具体表现为:压边力越大,外板件的局部最小厚度越小;冲压速度越快,局部最小厚度越小.分析了起皱和破裂产生的原因,提出了相应的拉深质量解决方案.将此工艺方案应用于实际的工艺设计和试模生产中,成形过程与数值模拟实验结果吻合良好.     

汽车覆盖件成形数值模拟与模具型面设计

以某汽车覆盖件为研究对象,利用板料分析软件Autoform对其进行了冲压方向的确定、压料面和工艺补充面设计、拉延筋设计以及拉延成形过程的数值模拟。通过仿真预测了板料成形过程中拉裂、减薄、起皱等缺陷,并根据模拟结果分析了板料与凸凹模的摩擦、工艺补充面、压边力、拉延筋等因素对缺陷产生的影响,进而调整优化了板料成形工艺参数和模具型面结构,消除了零件成形中的质量缺陷,提高了成形工艺的可靠性,为实际生产中覆盖件冲压工艺确定和模具型面设计提供了参考和依据。     

基于Autoform的后背门外板冲压开裂分析

基于冲压成形仿真软件Autoform对某车型后背门外板冲压过程进行模拟仿真,分析了压边力、润滑、料厚及模具间隙等因素对拉延筋圆角减薄率的影响,并基于分析结果解决了拉延筋圆角冲压开裂的问题。结果显示,零件减薄率随着压边力的增加而增加,但拉延筋圆角处减薄率随着压边力的增加而减小,压边力在1400～2000 kN之间时,拉延筋圆角处减薄率可保持在19.1%之内;拉延筋圆角处减薄率随着摩擦因数的减小而增加,当摩擦因数为0.11时减薄率达到19.6%;料厚由0.63 mm增加至0.67 mm时,拉延筋圆角处减薄率由16.0%减小至13.4%;模具间隙对拉延筋圆角开裂的影响最为显著,当模具间隙为0.02 mm时,减薄率达到25.5%。故适当提升压边力和摩擦因数、增加料厚、减小模具间隙均可降低拉延筋圆角处减薄率。     

基于DynaForm技术和正交试验的引擎盖内板冲压工艺参数优化

以Dyna Form 5.9仿真软件为平台,以某型越野车引擎盖内板为研究对象,建立有限元模型,并进行坯料优化、材料与模具参数设置、工艺补充设计及冲压速度、拉延筋尺寸等成形工艺参数设置,采用正交试验仿真模拟与方差分析相结合,分析了冲压速度、压边力、凸凹模间隙和摩擦系数等工艺参数对内板零件成形质量的影响规律,进而优化得出最佳的成形工艺方案。并对模拟得出的优化工艺方案进行试验验证,结果发现试验结果与模拟结果一致,零件主体部分成形效果良好,废品率控制在0.05%以内,内板仿真模拟厚度与实际厚度偏差在2.5%以内,证明了仿真结果的可靠性。     

拉延筋、压边力对冲压件成形性能的影响研究

冲压成形中合理的拉延筋、压边力是减少起皱、拉裂、回弹、拉深不足等的有效措施。以某车型汽车A柱加强板为对象,应用冲压仿真软件Dynaform,研究拉延筋、压边力对冲压件成形质量的影响,详细分析了模面有拉延筋、无拉延筋和不同压边力条件下工件的Z向最大回弹量、最大材料流入量、最大减薄量、最大增厚量和成形极限。分析结果表明:使用拉延筋后,工件的回弹缺陷得到控制,工件的最大增厚率下降,减小了起皱缺陷;压边力对工件成形质量有较大影响,压边力太大工件会出现破裂缺陷,压边力为100 k N是A柱下加强板最优的工艺参数。冲压试验结果与模拟结果吻合较好。     

基于Dynaform的铝合金汽车地板梁成形分析及工艺参数优化

为实现汽车的轻量化,对某轿车的铝合金地板梁的拉延成形进行研究,运用Dynaform软件对其成形过程进行模拟分析,研究了压边力F、摩擦系数f、冲压速度v及凸凹模间隙c对地板梁成形的影响规律。对上述4个工艺参数进行了正交优化,获得了最优的工艺参数组合:压边力1200 k N,摩擦系数0. 12,冲压速度2000 mm·s-1,模具间隙2. 835 mm。最终制件的成形效果良好,最大减薄率为21. 01%,最大增厚率为6. 25%。在模拟分析及正交优化的基础上对制件进行了实际的拉延试验,实际拉延制件的最大减薄率与最大增厚率与模拟结果的误差分别为2. 4%、6. 2%,均符合制件的质量评价标准。     

基于CAD/CAE的前翼板支架拉延模设计

运用CAE分析软件对前翼板支架成形过程进行了仿真分析，预测了拉延成形过程中的起皱和拉裂等缺陷，模拟分析得出前翼板支架起皱分析图、厚度变化图和成形极限图，并依此来判定其成形效果。运用正交试验法研究了压边力、冲压速度、摩擦因数、模具间隙和拉延筋阻力系数5个工艺参数对成形结果的影响，获得了工艺参数优化组合为：压边力1800 kN、冲压速度2000 mm·s^-1、摩擦因数0.16、模具间隙1.1t、拉延筋阻力系数0.5,优化后产品最大减薄率为20.4%,最大增厚率为7.5%,符合产品要求。利用UG WAVE技术，采用自顶向下的装配建模，快速设计出了前翼板支架拉延模具结构，该技术符合参数化产品设计过程和规则，使模具设计和修改更加便利。最后在试模阶段对前期工艺方案进行了验证，得到的试模结果和仿真分析结果基本保持一致，产品最大减薄率为21.3%,最大增厚率为8.1%,均满足成形要求。     

基于正交试验的座椅撑板冲压成形回弹研究及优化

以某汽车座椅撑板为研究对象,采用Autoform有限元软件建立拉延过程有限元模型,对其成形和回弹进行分析。针对拉延成形过程中回弹量过大的缺陷,设计正交试验,选取压边力、摩擦系数、冲压速度和凸凹模间隙4个重要工艺参数作为因素,研究工艺参数对回弹量的影响规律,得到最优的工艺参数组合为:压边力250 k N,摩擦系数0.08,凸凹模间隙1.2 mm,冲压速度4000 mm·s~(-1)。采用优化参数组合进行试模,试验结果与数值模拟结果吻合较好,工件成形效果完全符合设计要求。     

汽车座椅外侧板单动拉延成形工艺分析及优化

以某型号汽车座椅外侧板为例,采用Auto Form软件对座椅外侧板拉延成形过程进行模拟分析,并根据分析结果预测出拉延过程中的拉裂风险。通过调整零件的圆角半径和修改局部结构,消除了开裂风险,降低了最大减薄率。为取得更好的成形效果,选取压边力、摩擦系数、冲压速度、凸凹模间隙4个重要成形工艺参数进行正交试验及参数优化,得出最优工艺方案为:压边力250 k N、摩擦系数0.13、冲压速度1000 mm·s-1和凸凹模间隙2.42 mm,最终零件的最大减薄率为24.33%,最大增厚率为6.54%。采用优化后方案进行实际拉深试模,得出零件的成形性能与有限元模拟结果一致,工件质量完全符合设计要求。     

基于响应面模型和遗传算法的汽车发罩外板冲压工艺参数多目标优化

以汽车发罩外板为例,将压边力、冲压速度、凹模与板料间摩擦系数和凸模与板料间摩擦系数作为工艺参数变量,以拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量为优化目标,应用中心复合试验设计(CCD)及有限元模拟获取样本数据。由试验数据建立二阶响应面模型,结合非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)实现多目标优化,得到优化的工艺参数组合为:压边力为1145kN,冲压速度为3480mm·s~(-1),凹模与板料摩擦系数为0.106,凸模与板料摩擦系数为0.13。基于优化的工艺参数指导模面回弹补偿分析并试模,研究结果表明,发罩外板实际冲压成形质量较好。     

Numerical simulation and analysis on the deep drawing of LPG bottles

Deep drawing is one of the most used sheet metal forming processes in the production of automotive components, LPG bottles and household goods, among others. The formability of a blank depends on the process parameters such as blank holder force, lubrication, punch and die radii, die-punch clearance, in addition to material properties and thickness of the sheet metal. This paper presents a numerical study made on the deep drawing of LPG bottles. In particular, the application of both variable blank holder forces and contact friction conditions at specific location during deep drawing are considered. The numerical simulations were carried out with DD3IMP FE code. A variable blank holder force strategy was applied and the numerical results were compared with results from other blank holder force schemes. It is evident that the proposed variable blank holder force scheme reduces the blank thinning when compared to other schemes; the friction coefficient also has a significant influence on the stress–strain distribution.     

基于Fastamp和正交试验的汽车门框冲压工艺参数优化

针对某汽车门框冲压工艺复杂、容易出现破裂和起皱的特点,选择对成形质量影响最大的拉延工序进行分析,并基于国产Fastamp软件建立了汽车门框拉延仿真模型。然后,选取压边力、摩擦系数、冲压速度及模具间隙作为正交试验的主要影响因素,建立了4因素4水平的正交试验表。采用综合评分法和极差分析法,获得了最优的工艺参数组合:摩擦系数为0.105,压边力为2400 k N,冲压速度为3000 mm·s^-1,模具间隙为1.5 mm。最后,使用Fastamp对其最大减薄率和最大增厚率进行仿真模拟,在此基础上进行了实际生产验证,最终制件的最大减薄率为20.6%,最大增厚率为7.4%,其成形效果良好、符合质量标准。该方法为提高汽车门框冲压成形质量提供了一种参考。     

前翼子板成形数值分析

根据正交试验法原理,应用板料成形软件PamStamp 2G,在其他成形条件一定的情况下,对前翼子板在不同压边力、板料与模具间摩擦因数、凸模和凹模间隙、虚拟凸模成形速度下的成形进行数值分析。将模拟结果同实际成形件厚度比较,通过极差分析,得出上述因素对前翼子板成形的不同影响,其中压边力、虚拟凸模速度对成形影响较其他因素大。     

基于伺服技术的侧围外板材料降本方案

为了降低侧围外板材料成本,运用AutoForm软件对侧围外板拉深成形过程进行了数值模拟,研究了侧围外板成形过程中塑性变形与压边力加载方式和冲压速度的关系。当压边力和冲压速度呈阶梯式从大到小变化时,侧围外板能获得最佳的成形效果。通过将数值模拟与伺服技术相结合的方式,对侧围外板拉深成形速度曲线进行优化,实现了侧围外板材料从JAC270F-45/45到JAC270D-45/45的降级。结果表明,运用伺服技术后,材料切换为JAC270D-45/45的侧围外板成形良好,能满足侧围外板批量生产需求,可为整车节约制造成本52.6元/台。     

制动毂挡尘盖拉深成形过程的应力应变分析

在大型CAD软件Pro/E中建立了汽车车轴制动毂挡尘盖拉深成形的凸凹模模型,运用大型商用有限元软件MSC.Marc,对其拉深成形过程进行了数值模拟.分析金属材料在拉深时的流动情况及挡尘盖在拉深后的应力应变分布规律,重点研究了压边力和凸凹模间隙对板材成形性能的影响,分析了起皱和破裂产生的原因、特点、影响因素以及预防措施等.模拟及试验结果表明,工件在拉深时,凸缘部分材料易产生失稳起皱现象;凸、凹模之间的间隙是影响盒形部分产生破裂的主要原因.当刚性压边圈与凹模之间的间隙减小到1.2倍的料厚时,能获得表面质量光滑的合格件;当凸凹模及浮动凸凹模之间的间隙大于料厚时,能确保拉深过程顺利进行.     

基于BP神经网络的条带刚凸特征回弹预测

为了研究核燃料组件格架的条带刚凸特征的回弹量与压边力、冲压速度、凸凹模间隙、摩擦系数等冲压工艺参数之间的关系,首先,获取包含50个GA拉丁超立方抽样的数据点以及10个随机抽样的数据点的数据集,前者作为训练集、后者作为测试集。将前者输入到BP神经网络进行训练,后者验证训练模型的精度。最后,通过响应面图研究各因素之间的交互作用以及各因素的敏感程度。结果表明:BP神经网络能够有效预测刚凸回弹量与冲压工艺参数之间的关系,相对于其他因素,压边力对回弹量的影响特别明显,冲压速度对回弹量的影响不明显,但与凸凹模间隙和摩擦系数有明显的交互作用。     

基于正交试验法的车用侧墙板冲压成形工艺参数分析

在CAE技术的基础上,通过正交试验研究了车用侧墙板冲压成形过程中压边力、摩擦条件、拉深筋、模具间隙4种主要的工艺参数对零件成形质量的影响,通过统计技术对零件成形性能数据(最大减薄率和变形不充分性)进行了极差分析,在正交试验结果的基础上分别对最大减薄率和变形不充分率进行工艺参数优化。研究结果表明,4种工艺参数中压边力对侧墙板零件减薄率和变形不充分性的影响最为显著,由正交试验得到的优化方案能有效地减小最大减薄率和变形不充分性。