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。     

基于响应面法的C75S弹簧钢冲裁工艺参数优化

以C75S高强度弹簧钢作为研究对象,运用Deform-2D软件对板料冲裁过程进行数值仿真,基于响应面法对C75S弹簧钢的冲裁工艺参数进行优化。借助中心设计组合法设计冲裁试验,并建立了工艺参数与模具最大磨损深度之间的响应面模型,通过分析得知:模具刃口圆角半径与冲裁速度对凸模磨损的交互式影响最大;模具刃口圆角半径与冲裁间隙的交互式影响次之;冲裁速度与冲裁间隙的交互式影响最小。利用Design Expert软件得出最优的冲裁工艺方案为:模具刃口圆角半径为1.84t,冲裁速度为7.60 mm·s-1,冲裁间隙为13.23%t,凸模的磨损深度为4.02×10-6mm。此外,借助冲压模具进行冲裁试验,利用毛刺高度间接验证模具的磨损,试验值与响应面法优化值之间的相对误差为14.19%,两者保持较好的吻合性,从而为板料冲裁模具磨损的优化提供了一种有效方法。     

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。     

AA6016-T4铝合金板冲裁断面质量试验研究

研究了AA6016-T4铝合金板在不同冲裁工艺参数下的断面质量。试验获得了4种冲裁模刃口圆角半径、6种冲裁角度以及5种冲裁间隙下的冲裁断面。通过观察其毛刺高度和光亮带比例的变化,分析了3个因素对断面质量的交互影响。研究发现:与钢板冲裁不同,冲裁角度对AA6016-T4铝合金板的冲裁断面质量影响显著;冲裁口圆角半径的增大会导致毛刺高度和光亮带比例均增加;冲裁间隙的增大会导致毛刺高度增加而对光亮带比例的影响较小。给出了AA6016-T4铝合金板的最优冲裁工艺参数。     

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。     

基于正交试验的波形片冲裁工艺参数优化

以波形片为研究对象,利用Deform-3D有限元软件对冲裁凸模的磨损进行数值模拟,分析了冲裁凸模的磨损过程,模拟结果表明:随着冲裁过程的进行,凸模的磨损由端面磨损向侧壁磨损转变。此外,利用正交试验对波形片冲裁的工艺参数进行优化,通过正交试验的方差分析得出冲裁间隙对波形片冲裁凸模磨损的影响比较显著,并通过极差分析得出工艺参数对波形片冲裁凸模磨损影响的主次关系依次为:冲裁间隙、凸模刃口圆角半径、冲压速度,并且得出优化后的冲裁工艺参数,即冲裁间隙为12%t(t为板料的厚度),凸模的刃口圆角半径为0.02 mm,冲压速度为5 mm·s~(-1)。冲裁凸模的最大磨损量由优化前的2.84×10-6mm减小为优化后的2.68×10-6mm,从而较好地指导企业的生产。     

基于DEFORM的预减振轴套板预切冲裁

以汽车离合器中的预减振轴套板为研究对象,建立预减振轴套板预切冲裁的有限元模型,运用DEFORM-2D仿真软件对板料的预切冲裁过程进行数值模拟,并且设计冲压级进模进行试验验证,分析了板料冲裁工艺参数与零件冲裁断面质量之间的影响变化趋势。根据研究结果得知:预减振轴套板零件冲裁断面的光亮带长度随着落料冲裁间隙、预切深度以及凸模刃口圆角半径的不断增大而逐渐减小,而随着冲裁速度的不断增大则呈现出逐渐增加的变化趋势。此外,数值模拟值与试验值之间的最大相对误差为14.9%,从而验证了有限元仿真的正确性。     

电机并头套成形工艺参数研究与模具结构优化

通过数值模拟分析与正交试验相结合研究了成形工艺参数对矩形电机并头套弯曲后回弹的影响,确定了最优工艺参数组合。并进行了试验,验证了模拟结果,采用模具补偿法进一步减小回弹。结果表明:凸模圆角对回弹影响最大,其次是模具间隙,而凹模圆角与冲压速度对回弹的影响很小;回弹量随凸模圆角半径的增大而增大,随模具间隙的增大而增大,随凹模圆角半径的增大而先减小后不变,随冲压速度的增大呈现出先减小后增大的趋势;使用最优工艺参数的模具进行了成形试验,验证了模拟的正确性;设计的模具补偿法可进一步减小回弹。     

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。     

高强度钢板热冲裁成形工艺研究

冲裁间隙、凸凹模圆角半径对高强度钢板热冲裁模具寿命有很大的影响。运用有限元模拟研究了不同参数对等效应力应变的影响。结果表明,随着间隙增大,最大等效应力和应变都逐渐减小;随圆角半径增大,最大等效应力和应变呈现波动的规律。该研究结果可以进一步向实际生产中推广。     

冲裁间隙对多层薄铜板成形的影响

以单层0.3 mm厚的薄铜板叠6层进行冲裁,研究冲裁间隙对多层薄铜板成形的影响。对多层薄铜板在冲裁成形中的受力与应力状态进行分析,利用ABAQUS软件对多层薄铜板在不同冲裁间隙下的冲裁质量进行有限元仿真。研究表明:冲裁初期最大等效应力出现在凸凹模刃口处,导致最上层与最下层薄铜板先行断裂,中间层薄铜板受相邻层挤压,最大等效应力出现在软质凸凹模刃口处,最后出现在中间层薄铜板缩紧截面内;随着冲裁间隙的增加,各层薄铜板拉伸变形明显,导致冲孔直径增大、毛刺高度增加。前3层薄铜板的冲孔直径变化较为稳定,与凸模直径接近;后3层薄铜板的冲孔直径变化幅度较大,与各自凹模直径接近。最后,通过试验验证,冲裁精度符合国标要求,在实际生产过程中选择合理的、尽可能小的冲裁间隙能提高冲裁件的冲裁质量。     

锂离子电池电芯铝塑膜外壳冲压成形工艺

通过正交试验,应用有限元仿真,对影响锂离子电池铝塑膜外壳冲压成形质量的各工艺参数的显著性进行分析,得出凸模圆角半径与凹模摩擦系数的选择对铝塑膜冲压工艺质量影响较大。利用数值模拟以及BP神经网络与遗传算法极值寻优,对锂离子电池铝塑膜的冲压成形工艺参数(凸模圆角半径、冲压速度、凹模摩擦系数以及压边力)进行优化。优化后的工艺参数使得锂离子电池铝塑膜的最大减薄率减少10%。实验证明,成形铝塑膜外壳的边角位置减薄最为严重,是影响成形铝塑膜外壳整体质量的关键性因素,可以作为衡量锂离子电池铝塑膜外壳成形质量检验的标准。     

基于有限元法的油孔卡环弯曲回弹分析及控制

随着对冲压件尺寸精度要求的不断提高,精确预测给定冲压件的回弹量大小显得非常重要。借助Dynaform软件对油孔卡环弯曲后的回弹规律进行了数值模拟,分析回弹产生的原因和影响因素,并利用正交实验找出制件最小回弹的条件组合。结果表明:在凸模圆角半径、活动夹块圆角半径、接触间隙、摩擦因数这4个因子中,凸模圆角半径对油孔卡环回弹的影响最大;最优成形参数为:凸模圆角半径30 mm、夹块圆角半径29 mm、接触间隙为1.1 mm、摩擦因数0.3。     

基于BP神经网络的传力片冲裁凸模磨损仿真预测

以离合器盖总成中的传力片作为研究对象,借助Deform-3D仿真软件模拟了传力片冲裁过程中的凸模磨损情况,依据正交仿真试验的数据以及BP人工神经网络对传力片冲裁凸模的磨损量进行仿真预测。将冲裁间隙、凹模刃口圆角半径与冲裁速度作为BP神经网络的输入层,将冲裁凸模的最大磨损深度作为BP神经网络的输出层,建立3-12-1的3层BP神经网络。BP神经网络通过训练之后,仿真预测的最大误差为1.14%。基于正交试验的仿真数据对BP神经网络的性能进行检验,BP神经网络的仿真预测值与数值模拟值之间的误差为2.09%,并利用冲压级进模对BP神经网络的仿真预测值进行试验验证,两者之间的相对误差为8.25%,验证了BP人工神经网络应用于传力片冲裁凸模磨损仿真预测的准确性。     

方形盒制件圆角处拉深破裂的数值模拟

金属薄板成形的数值模拟技术在冲压件生产和模具设计中起着重要的作用。文章借助Dynaform软件对某方形盒制件拉深破裂现象进行数值模拟,分析其产生原因和影响因素,并利用正交实验找出防止该制件圆角破裂的拉深条件组合。结果表明,在冲压速度、凸模圆角半径、摩擦系数和板料厚度4个因素中,凸模圆角半径对盒形件拉深破裂的影响最大。为降低因圆角处板料剧烈减薄而产生破裂的几率,盒形件拉深时应采用较大的凸模圆角半径。     

DP780模具材料冲切磨损特性和冲切试样断面质量研究

由于超高强度钢板具有高强度、高韧性等特性,在冲切过程中对模具材料的磨损更严重,因此比较不同模具材料在冲切超高强度钢板时的抗磨损性能并选择合适的模具材料显得尤为重要。采用平行镶块组装形式的模具进行DP780超高强度钢板的冲切试验,并对不同冲切次数时3种模具材料（CALDIE、YXM1、SLD）对应的冲切试样的断面质量进行统计,以此分析模具材料的抗磨损性能。试验发现：冲切试样毛刺高度的变化能较好地反映出模具材料的磨损情况,冲切间隙的变化会影响试样断面剪切带宽度变化。CALDIE镶块在冲切试验的前期冲切试样质量最好,但后期其对应的冲切试样毛刺高度明显增加,说明CALDIE的稳定磨损期较短,这也降低了总的抗磨损性能。SLD镶块对应的冲切试样塌角高度、剪切带宽度及毛刺高度均是最大,说明其抗磨损性最差。综合比较发现,在冲切DP780板料时,SLD抗磨损性能最弱,CALDIE最好,YXM1介于两者之间。