扁袋笼顶盖冲压模设计与成形分析

在扁袋笼顶盖零件工艺分析的基础上,得出其优化工艺为落料—浅拉深（小于内壁高）—冲孔—内翻边,重点介绍落料拉深复合模的设计和三维建模。为了保证扁袋笼顶盖拉深成功,采用Dynaform软件模拟了扁袋笼顶盖的成形过程,对凸模圆角、凹模圆角和压边力工艺参数进行优化,并得到了其成形极限和减薄量图。结果显示,当凸模圆角5 mm、凹模圆角6.5 mm、压边力为50 kN时成形效果较好,无明显缺陷。     

镁合金AZ31B板材热拉深成形数值模拟

针对厚度为0.8mm,坯料直径为140mm的AZ31B镁合金板材的成形性能进行了有限元数值模拟.在温度为200℃、压边力为8kN、拉深速度为0.3mm/s的情况下,模拟了坯料成形过程中厚度的变化和成形规律,并进行了系统的分析.结果表明,凸模圆角部分是整个拉深件强度最薄弱的地方,减薄最大,是破裂危险区;凹模圆角部分容易发生破裂和起皱;法兰部分通常会发生增厚现象,同时是容易起皱的区域;筒底部分和侧壁部分在成形过程中厚度变化不大.     

AZ31镁合金双曲率方杯拉深成形的有限元分析及工艺优化

基于ABAQUS软件模拟了AZ31镁合金双曲率方杯的差温拉深成形过程,采用正交实验法探索了多种成形参数对AZ31双曲率方杯成形质量的交互作用,优化得到最佳工艺参数,并进行了试验验证。结果表明:双曲率方杯的板材减薄主要集中在凸模圆角附近;成形参数对最大减薄率的影响顺序依次为:压边间隙、凹模圆角半径、摩擦因数、凸凹模间隙;本实验最佳工艺参数如下:压边间隙为1.2 mm、凹模圆角半径为7 mm、摩擦因数为0.05、凸凹模间隙为1.05 mm;依据最佳工艺参数进行试验验证,产品件表面质量优秀,形状和厚度分布与数值模拟结果相吻合;除凹模圆角附近发生晶粒长大外,产品件各部位微观组织为均匀、细小的等轴晶粒,满足实际生产要求。     

铝合金异形底盒形件预胀成形数值模拟

复杂曲面零件成形一直是诸多学者的研究热点,为了提高复杂曲面零件的成形性能以及壁厚均匀性.以铝合金异形底盒形件为研究对象,采用预胀的充液拉深技术对5A06铝合金盒形件进行数值模拟,探索预胀压力和预胀高度等参数对异形底盒形件成形的影响规律,分析成形过程中控制参数变化对零件成形性能以及壁厚分布的影响.当预胀压力为8 MPa,预胀高度为12mm,液室压力为20 MPa以及压边间隙为1.03 mm时为本模型的最合理方案.为异形底盒形件充液拉深成形的工艺参数的制定提供了参考以及对复杂零件成形的工艺分析具有一定指导意义.     

环形件复合液压成形模拟研究

采用充液拉深筒形件再液压胀形的复合液压成形工艺成形环形件,利用DYNAFORM5.9软件对环形件复合液压成形过程进行模拟,探究不同工艺因素下预成形筒形件对环形件成形质量的影响,因素包括拉深比、最大液压、凸模圆角半径及中间退火。结果表明:随着拉深比增大,筒形件和环形件的最薄点壁厚逐渐减小;采用单拐点液压加载的筒形件充液拉深成形中最大液压愈大,得到的环形件壁厚减薄愈剧烈,最薄点壁厚愈小;随着凸模圆角半径的增加,筒形件圆角处壁厚增加,胀形后环形件最薄点壁厚减小;在复合液压成形的两工序间对筒形件进行中间退火,有利于后续加工,提高成形性能。     

一种上托底板成形工艺的改进

上托底板试产过程中出现了前后侧翼宽度不足、减薄、待焊接缝隙大等问题。针对零件形体存在类似盒形件的特点,调整了工艺内容,主要是将"U形弯曲→W状成形"修改为2次拉深成形。利用Dynaform软件对改进工艺从压边力、摩擦条件等工艺参数和模具结构方面进行了数值模拟分析。结果表明:第1次拉深压边力为200k N,第2次拉深压边力为80 k N,采用差异摩擦系数,即取凸模摩擦系数为0.17、凹模和压边圈摩擦系数为0.125,一次拉深凹模拐角渐变半径范围由(4～6) t增大至(5～8) t,二次拉深凹模拐角渐变半径范围由(5～8) t减小至(4～7)t时,改善了呈面内弯曲状侧翼的弯曲内侧的起皱和上端面凸圆角部分的减薄缺陷。改进工艺后零件减薄率能控制在20%范围内,保证了零件的刚度。     

板材充液成形过程反胀效应影响因素

研究了板材充液成形过程中影响反胀效应的因素。将反胀效应划分为初始反胀(IIB)和局部反胀(LIB)。IIB的主要参数为反胀高度率(HIb/t)和反胀压力率(pIb/t),LIB受到IIB的影响并且与成形过程中液室压力直接相关。通过数值模拟得到了半球底筒形件和平底筒形件的最优反胀参数,并优化了对反胀效应有较大影响的凸模与压边圈间隙以及压边圈入口圆角等工艺参数,使反胀效应在充液成形过程中发挥了更大的作用。最后,试验验证了数值模拟结果的正确性。     

基于FEM的翼子板充液成形工艺与优化

针对复杂结构零件冲压成形时出现的破裂与拉延不充足等问题,采用板料成形模拟软件Dynaform对汽车前翼子板充液拉深工艺进行了有限元数值模拟研究。依据翼子板各处进料规律,提出了三种拉延阻力系数不同的拉延方案。以零件的成形极限图(FLD)为分析标准,研究了拉延阻力系数、液室压力加载路径和压边力对翼子板成形质量的影响规律。研究结果表明:设置合理的拉延筋、加载路径和压边力,可以改善翼子板的成形性能,并且能够获得壁厚分布均匀的零件。     

5A90铝锂合金板材的温热拉深成形

在数值模拟研究压边力、毛料直径、凸凹模圆角半径、变形温度等对5A90铝锂合金板材拉深成形影响的基础上,采用正交试验设计方法对拉深成形工艺参数进行了优化设计,并进行了相应的拉深成形试验研究,研究表明,变形温度对拉深成形影响最显著,其次是毛料大小,而变形速度和压边力大小的影响较小,同时,通过对试验结果的计算、分析和总结,获得了5A90铝锂合金板材拉深成形的最佳工艺参数组合,在最佳工艺参数条件下,铝锂合金的拉深系数达到了0.45.     

基于Dynaform的L形件弯曲工艺参数优化分析

回弹与起皱是弯曲件成形过程中最大的质量问题.以典型的L形件弯曲成形工艺参数为研究对象,设计正交试验,并利用Dynaform有限元分析软件对弯曲件成形过程进行数值模拟,分析压边力变化时长占比、最小压边力、最大压边力以及凹模圆角半径对弯曲件成形质量的影响规律.以成形裕度为约束条件,回弹角、起皱波纹度为参考指标,基于数值模拟与极差计算结果,得到弯曲成形最优工艺参数.模拟验证结果为回弹角控制在0.3°以内,波纹度控制在0.773%左右,最大限度地减少了工件形位尺寸误差.     

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。     

柔性和刚性压边方式防止薄板多点成形拉裂的对比分析

采用有限元数值模拟方法研究了薄板鞍型件在有压边多点成形过程中的拉裂现象。提出了能够避免拉裂的柔性压边成形方式,分析了刚性压边与柔性压边成形时的成形极限和成形效果,证明柔性压边成形能够很好地解决板料起皱与拉裂之间的矛盾,并利用压边面中板料的流动分析了柔性压边成形时压边力大小与拉裂之间的关系。当采用刚性压边多点成形时,加大压边力板料可能拉裂,减小压边力板料可能起皱;而采用柔性压边多点成形方式可以有效避免起皱和拉裂,大大提高变形量,得到更好的成形结果。     

螺栓法兰紧固的结构优化

为提高压力容器螺栓法兰的紧固效果,对液压扳手和握持套筒的结构进行了改进,优化了握持套筒,并设计了一款新型固定扳手;对螺栓法兰紧固操作的液压扳手和握持套筒的配合使用进行了详细介绍并进行了对比,对握持套筒存在的问题进行了改进;运用ANSYS对新型固定扳手进行了静力学结构分析。结果表明,该结构优化可有效提高压力容器法兰螺栓的紧固效果。     

Formation of aluminum-magnesium alloy cup by hydrodynamic deep drawing with twin-loading paths

In order to overcome the limitation of hydro-rim deep drawing, a new process of hydrodynamic deep drawing (HDD) with independent radial hydraulic pressure was proposed. By employing the dynamic explicit analytical software ETA/Dynaform5.5 which is based on LS-DYNA3D, the effects of independent radial hydraulic pressure on the stress, strain and the sheet-thickness of aluminum-magnesium cylindrical cup with a hemispherical bottom were analyzed by numerical simulation. The feature of stress distribution is that there exists a stress-dividing circle in the flange, and the radius of dividing circle was determined by theoretical analysis and stimulation. The experimental results indicate that the reasonable match of independent radial hydraulic pressure and liquid chamber pressure can effectively reduce the thinning at the bottom of hemisphere, decrease the radial stress-strain, and improve the drawing limit of aluminum-magnesium alloy cylindrical cup. Funded by the National Natural Science Foundation of China (Nos.50525516, 50875062)     

Simulation and formability analysis of drawing process for automotive B-pillar

The numerical simulation on drawing process of automotive B-pillar was carried out on AutoForm software,and dangerous forming areas were discovered.The processing parameters,such as the layout of drawbeads,blank holding force and the shape of blank,were adjusted and optimized according to the simulation results.Results indicate that the quality defects can be forecast and removed,which improves the stability of forming process.The cost of design is decreased and the research cycle is shortened.It is proved that the drawing process and die design of B-pillar forming are feasible in actual production.     

正交试验法在前翼子板成形数值模拟中的应用

根据正交试验原理,应用板料成形软件PareStamp 2G对不同压边力、模具与板料间摩擦系数、凸凹模间隙和板料初始尺寸进行数值模拟,将数值模拟的厚度同实际成形件的厚度进行比较,得出上述因素对前翼子板成形结果的影响,并预测了前翼子板较优的理论成形条件。     

不规则形状拉深件毛料的计算机辅助设计

采用不同高度上的截面形状对复杂形状斜壁拉深件的外形进行描述。应用势流原理和边界元法对拉深件进行逐层展开。这种方法兼有理论上的可靠性和计算方法上的简单实用性，并且对复杂形状的直壁、斜壁拉深件皆适用。通过验算，用本文方法所得毛料外形合理，具有实用价值     

球底筒形件主动径向加压充液拉深的数值模拟

基于低塑性、大高径比铝合金板材零件成形需求,提出了主动径向压力充液拉深新技术.通过数值模拟方法,对5A06铝合金球底筒形零件主动径向加压充液拉深成形过程进行了研究.采用基于LS-DY-NA3D内核的动态显示分析软件ETA/Dynaform5.5,根据成形工艺的特殊性,提出了液压载荷施加方法;依据球底零件变形时悬空区大小和曲率半径确定了合理的加载路径,并分析了主动径向压力和液室压力对零件成形过程和零件壁厚分布的影响,讨论了成形过程中出现的缺陷.研究结果表明,采用合理匹配的主动径向压力和液室压力加载路径,可有效地降低板料成形时的径向拉应力,抑制零件球底部的过度减薄,显著提高铝合金球底零件的拉深极限.     

坯料厚度与压边力交互作用的回弹影响因素的CAE分析

以某灯罩零件为研究对象,以动力显式有限元软件Dynaform为平台,研究了坯料厚度与压边力之间的交互作用,并以正交试验为手段,进一步研究了这种交互作用、虚拟冲压速度、积分点数、模具间隙、坯料厚度、压边力对回弹的影响．研究结果表明：坯料厚度与压边力之间的交互作用对回弹的影响相当显著;基于CAE分析的回弹预测,模拟参数对回弹预测的影响不可忽视;回弹是多因素耦合的结果,适当的参数组合能够在很大程度上减小冲压件的回弹量．