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。     

基于正交试验的离合器波形片冲压成形工艺参数优化

基于DYNAFORM有限元软件的数值模拟,利用正交试验研究了凸、凹模间隙,冲压速度,弯曲半径以及板料厚度4种工艺参数对波形片成形高度的影响。通过正交试验的直观分析得出各因素对波形片成形高度影响的主次顺序依次为:凸、凹模间隙,弯曲半径,板料厚度,冲压速度。此外,由正交试验得出波形片成形的最优试验方案为:凸、凹模间隙为1.0t,冲压速度为5000 mm·s-1,弯曲半径为24.3 mm以及板料厚度为0.8 mm。波形片优化后的试验方案模拟值与试验值分别为2.94和2.62 mm,两者的误差为12.21%。     

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。     

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ANSYS Workbench的波形弹簧片冲裁工艺参数优化

以离合器从动盘总成中的波形弹簧片为研究对象,利用仿真软件ANSYS Workbench模拟了冲裁凸模的疲劳寿命,分析了冲裁凸模的应力分布状况,研究了工艺参数(凸模的气孔直径、过渡圆角半径以及凸模冲裁部分的长度)对波形弹簧片疲劳寿命的影响。模拟结果表明:当采用无气孔凸模并配合防废料上浮型凹模时,凸模的过渡圆角半径以及冲裁部分的长度分别优化至R1.2 mm以及3.5 mm,凸模的疲劳寿命由优化前的24820次提高至优化后的47041次。此外,利用波形片弹簧片的落料级进模进行试验验证,优化后的凸模寿命可以达到42948次,模拟值与试验值的误差为9.53%,从而极大地降低了企业的生产成本。     

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。     

基于正交试验的螺母冲裁成形模具磨损分析及参数优化

以某车用螺母冷镦冲裁模具为研究对象,基于Archard磨损理论采用有限元分析软件DEFORM-3D,对上冲头磨损进行模拟分析,结果表明:上冲头的磨损主要发生在受力较大的刃口区域。为使模具寿命尽可能地延长,设计了正交试验,以降低上冲头磨损量为目标,选取冲裁间隙、冲裁速度、上冲头表面硬度、摩擦系数作为因素,并采用极差和方差对结果进行分析,得出各因素对上冲头磨损量的影响程度依次为:冲裁速度>冲裁间隙>上冲头表面硬度>摩擦系数,并得出最优参数组合为:冲裁间隙为8%t、冲压速度为5 mm·s^-1、模具表面硬度为53 HRC、摩擦系数为0.14。上冲头最大磨损量由13.1×10^-6 mm减小为3.66×10^-6 mm,能够很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。     

基于正交试验管廊固定螺母冷镦成形的分析及优化

以某市政管廊固定螺母冷镦成形为例,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件Deform-3D对螺母冷镦过程中工位4下冲头进行优选。然后通过正交试验得到冲压速度、模具表面硬度、模芯圆角半径、摩擦系数对下冲头磨损的影响规律,得到最优工艺参数组合为:冲压速度5 mm·s~(-1)、模具表面硬度58 HRC、模芯圆角半径3 mm、摩擦系数0.13。采用优化后参数进行模拟分析,下冲头最大磨损量为2.93×10~(-5)mm,较优化前大幅降低,基于模拟结果预测出下冲头使用寿命。最后采用最优参数组合进行试模,工件质量良好,未出现材料折叠、拉毛等缺陷,符合生产要求,为制件实际生产提供了理论依据。     

有限元模拟用于优化镁合金板碟形拉深成形的模具参数

运用有限元的方法,对厚度1.2mm、直径52mm的AZ31B镁合金板常温冲压成直径为29mm的碟形件进行模拟,通过分析模具参数对最大主应力值及拉深性能的影响,优化出适合于该工艺的模具参数,并进行相应的试验。模拟结果表明,凹、凸模圆角半径、凹凸模间隙的优化,能降低最大主应力值并延缓裂缝的产生,从而提高镁合金塑性成形性能;模拟得到较优凹模圆角半径2.6mm、凸模圆角半径1.8mm,适宜的凹凸模单边间隙为1.3mm。试验结果表明,高径比随着模具参数的变化而增加,材料的成形性能大幅提高,验证了有限元模拟结论的可靠性。     

基于响应曲面法的波形弹簧片冲压工艺参数优化

以汽车离合器波形弹簧片作为分析对象,利用响应曲面法对冲压成形工艺参数进行优化。通过中心设计组合法及弯曲成形模具得出板料成形高度的响应值,建立了工艺参数与成形高度之间的二阶响应面模型,研究得知工艺参数对板料成形高度交互式影响的顺序依次为:弯曲半径与冲压速度、模具间隙与冲压速度、弯曲半径与模具间隙。将模具间隙、弯曲半径以及冲压速度作为设计变量,以板料成形高度作为优化目标,结合Design Expert软件对响应曲面模型进行优化,通过分析得出优化的冲压工艺参数:弯曲半径为22.13 mm,模具间隙为1.01t mm,冲压速度为2699.47 mm·s-1,成形高度的响应值为1.782 mm,经过工艺参数的修正,成形高度的试验值为1.72 mm。然而相比于正交试验得出的成形高度优化值1.65 mm,响应曲面法在波形弹簧片冲压成形工艺参数的优化中更具优越性。     

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。     

前防撞梁拉延成形过程分析及工艺参数优化

采用Dynaform软件对某汽车前防撞梁成形过程进行了模拟,分析了不同形式的工艺补充面对零件成形的影响,以减薄率为评价标准,最终选取凸模圆角半径25 mm、凹模圆角半径15 mm的两端补充形式和符合零件形状的非平面压料面.采用正交试验法研究了压边力、冲压速度、摩擦因数和模具间隙4个工艺参数对成形结果的影响,获得了工艺参...     

汽车刹车盘冲压成形工艺分析

分析了QH142汽车前刹车盘的冲压成形工艺,采用了美国ETA公司的DYNAFORM软件进行拉伸变形过程的数值模拟,根据模拟结果确定出较为合理的毛坯形状和圆角半径;改进了翻边凹模刃口的形状,确保了翻边高度一致;将冲定位孔的凸模做成锥形凸模,提高了孔径的精度;多孔冲压时凸模采用阶梯形布置,减少了冲裁力;采用数控技术加工冲压异形孔的凸、凹模,提高了冲压件的质量,满足了尺寸精度要求。     

工艺参数对铝合金屏蔽罩冲压特性的影响

针对盒形冲压件成形过程中易出现破裂、起皱和回弹过大的问题,采用有限元分析软件DYNAFORM对顶部弧面、侧壁直边的磁体外盖进行拉延、切边和回弹过程模拟,分析制件成形规律;采用正交实验法模拟研究压边力、凹模圆角半径、模具间隙和冲压速度等工艺参数对制件冲压成形的影响。以制件的最大减薄率和回弹量为评价指标,采用极差和方差分析法对模拟结果进行分析表明,各工艺参数对评价指标的影响显著性,得到的最佳工艺参数优化组合为压边力120kN、凹模圆角半径3mm、模具间隙1.05t、冲压速度6m·s-1。采用优化工艺参数组合进行模拟和冲压实验,获得了较好的评价指标值,实验结果与模拟结果相吻合。     

基于正交试验和灰色系统理论的高强钢厚板折弯优化成形模拟及实验

影响高强钢厚板弯曲成形的工艺参数较多,难以精确建立工艺参数与成形质量之间的关系。文章以凸模圆角半径、摩擦系数、冲压速度为自变量进行三因素三水平正交试验,模拟Q550钢15mm厚板弯曲成形过程,获得回弹角和最大成形力的数据。利用灰色系统理论,分别计算成形工艺参数对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,将多目标转换为以关联度为目标的单目标;进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,将优化的凸模圆角半径、摩擦系数、冲压速度等参数进行有限元模拟验证,经理论指导设计、试模,其成形的厚板质量得到明显提高。     

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。