带翻边拉深件的成形工艺设计及数值模拟

研究了带翻边拉深件的成形工艺,通过对零件结构的分析比较,确定了合理的成形工艺方案;采用Dynaform软件对拉深件的坯料尺寸进行估计,简化了计算过程,同时对拉深件的成形过程进行数值模拟分析,用初步的模拟结果验证了成形方案和工艺参数的合理性;设计拉深模具,通过生产试模,生产出了合格产品,对试模结果与模拟结果进行比较,得到了较好的一致性。     

铝合金曲面斜法兰罩盖成形工艺的数值模拟与试验研究

研究了铝合金罩盖刚性模拉深预成形-新淬火-充液拉深终成形的多道次成形工艺。通过分析零件的几何特征,确定预成形中间构型的几何形状以及确定合理的冲压方向。基于有限元分析软件Dynaform对成形工艺进行模拟分析,优化成形过程的关键工艺参数,并进行试验验证与优化。研究表明:液室压力及加载路径对充液拉深成形零件质量影响较大,成形所需最大液室压力为15 MPa,充液拉深终成形后的零件壁厚最大减薄率为11.424%,侧壁与法兰没有明显的起皱趋势。试验证明对于该铝合金罩盖零件,采用刚性模拉深预成形-新淬火-充液拉深终成形的多道次成形工艺较传统多道次拉深工艺有明显的优势,可得到表面质量良好的合格零件。     

油箱盖板拉深成形的有限元分析及工艺参数优化

以油箱盖板为研究对象,利用Dynaform有限元软件模拟了油箱盖板的拉深成形过程,分析了板料拉深成形过程中的起皱与拉裂等缺陷,选取模具间隙、冲压速度以及压边力3种工艺参数进行正交试验及参数优化,通过正交试验的极差分析得出影响油箱盖板最大减薄率的主次顺序为:模具间隙、压边力、冲压速度.此外由方差分析可知模具间隙及压边力对最大减薄率的影响显著.模拟结果表明,油箱盖板拉深成形的最优工艺方案为:模具间隙1.5t,冲压速度3000 mm·s-1以及压边力60 kN,其零件的最大减薄率及最大增厚率分别为13.23％与11.12％.采用拉深模具对优化后的工艺方案进行实验验证,零件的最大减薄率及最大增厚率分别为14.87％与12.64％,模拟结果与实验结果比较吻合,且油箱盖板的成形质量较好.     

轿车加油口盖多工步成形工艺数值模拟及优化

加油口盖为轿车外覆盖件之一,具有成形深度浅、材料薄、表面质量要求高、刚度大的特点。按照通常的落料—拉深—压弯的成形工艺无法保证表面质量与刚度的要求。采用预拉深—落料—拉深—压弯的多工步成形工艺,可以提高零件的成形质量。选定预拉深高度、预拉深压边力、终拉深压边力、摩擦系数为影响因素,进行了正交试验设计。通过有限元软件对该成形方案进行了多工步数值模拟。通过比较两种成形方案所得零件的质量,验证了多工步成形工艺的有效性。     

柴油滤清器外壳成形工艺与拉深模设计

根据柴油滤清器外壳的形状及尺寸要求,对其结构及成形工艺进行了分析。介绍了零件毛坯尺寸计算、拉深次数、拉深力等工艺参数计算,制定了合理的拉深成形工艺,针对零件凸台成形容易拉裂的缺陷,采用材料预补偿的等面积计算方法予以解决,为拉深模设计提供了设计依据。     

曲面壳体热拉深成形及三维有限元模拟

采用有限元模拟曲面壳体一次热拉深成形，壳体底部出现断裂，成形试验也与模拟结果一致。通过改进工艺方案，采用2次拉深成形并模拟，结果表明此方案可行，经试验对比，验证了模拟结果的正确性。     

大型薄壁翼尖深腔整流蒙皮拉深成形技术研究

针对飞机翼尖航行灯深腔整流蒙皮壁薄、尺寸大、拉深过程起皱的问题,以有限元模拟为指导结合模具结构优化展开拉深成形技术研究。在展开毛坯合理、摩擦系数设置较大的情况下,压边间隙控制在1.35～1.45 mm时零件最大减薄率可以控制在10%左右,此时其余拉深成形工艺参数在一定范围内波动对零件成形影响小,可生产高质量合格零件。尖端起皱区抬高不仅可缓解起皱,而且可将严重起皱区转移到工艺补偿区域,通过优化毛坯形状改善压边阻力分布可以达到消除起皱效果。经过对比,工艺方案模拟防起皱与实际拉深防起皱结果吻合,通过模具结构优化与数值模拟技术相结合,可以预测并避免板料成形过程中出现的起皱、开裂现象。     

连轴体成形工艺模拟分析

根据连轴体件凸缘较宽、凸台较高且直径较小、壁厚不均匀等结构特点及成形难点,制定了拉深和挤压2种工艺方案。采用有限元数值模拟,对2种成形工艺的模拟结果分析表明：采用拉深工艺时,成形力小,成形质量差;采用挤压工艺时,成形力大,成形质量好。通过对挤压工艺坯料形状的改进,降低了成形载荷并提高成形质量。     

基于Dynaform的汽车发动机盖内板成形分析

对汽车发动机盖内板的成形过程进行了研究,基于数值模拟的方法对其成形过程进行了有限元仿真分析,得到零件的成形极限图和厚度变化图,并以此来判断成形效果。针对成形过程中出现的拉深不足和起皱等缺陷,通过反复调整工艺参数和拉深筋尺寸及分布,得出了较好的零件成形状态,零件的最大减薄率为22.8%,最大增厚率为5.9%。根据该工艺方案进行了实际冲压试验,通过比较仿真分析与试验结果不同测点位置的厚度,其偏差小于3%,从而验证了两者的一致性。研究结果表明,数值模拟分析用于板料成形分析是可行的,能够提高设计生产效率。     

汽车翼子板拉深成形模拟及工艺参数优化

以汽车翼子板为研究对象,采用有限元分析软件Dynaform对其拉深成形过程进行了模拟。针对拉深成形过程中出现的破裂和起皱等缺陷,选取压边力、冲压速度、板料厚度、摩擦系数4个重要成形工艺参数进行正交试验及参数优化,模拟结果表明,最优拉深成形工艺方案为:压边力1600kN、冲压速度3000mm·s-1、板料厚度1.0mm和摩擦系数0.10,得到零件的最大变薄率为27.7%,最大变厚率为8.5%。采用优化工艺方案进行汽车翼子板拉深试模,成形件质量较好,经检测零件最小壁厚0.728mm,最大壁厚1.08mm,试模结果与有限元模拟结果基本一致。     

变压边力拉深模设计

分析了拉深过程中压边力的变化规律,介绍了一种用于单动压力机的变压边力拉深模结构,采用该装置可以实现拉深过程中压边力的3种变化,适用于中小型零件的拉深成形。     

A Method for evaluating limiting drawing ratios

Sufficient data have now been generated to assess the influence of material, process, and tooling variables on the limiting drawing ratio, when deep drawing cylindrical cups from circular blanks. The influence of these parameters is less well understood in the deep drawing of nonaxisymmetric cups, and the data that exist have generally been collected from drawing tests. A theoretical approach is presented for predicting the limiting drawing ratio when deep drawing prismatic cups. For a given blank geometry, the drawing load is calculated to plastically deform the flange, overcome friction between the flange and the blank holder, and to bend the material over the die radius. Deformation in the cup wall is ignored. The onset of yielding in the flange is determined using a finite-element code. The calculated drawing load is compared to a theoretical maximum, and when the two values coincide, this yields the limiting blank size under the assumed processing conditions, i.e., blank holder force, die radius, blank shape, and coefficient of friction. The theoretical predictions were compared with experimental results when deep drawing square cups from optimum blank shapes, and the correspondence was found to be acceptable.     

基于不同工艺过程的毛坯尺寸基准的研究

传统毛坯尺寸基准设计忽略了工艺过程的差异,而统一将零件图中各尺寸基准作为毛坯尺寸基准,导致毛坯在后续加工过程中余量误差增大而浪费材料,文章以粗加工余量公差最小以及加工面与非加工面误差最小为目标,提出毛坯尺寸基准设计的新方法,对提高机械产品质量、降低材料降耗有重要意义。     

金属丝网的毛坯设计

针对工业用过滤产品——过滤杯的形状及工艺条件,建立网格模型,设置成形参数,使用dy—naform软件模拟其板材拉深成形的过程,通过网格数量、形状的变化,成形极限图和厚度变化图,分析比较了金属丝网与板材的性能差别。结果表明：金属丝网没有塑性变形,只有丝网的弯曲和畸变,实际成形中存在着严格的方向性。设计出了冲压金属丝网的毛坯形状。     

基于有限元分析的板料形状对S梁拉深的影响

基于DYNAFORM动力显式有限元分析软件,将数值模拟技术应用于S梁的坯料优化过程,研究了不同的毛坯形状、尺寸对S梁拉深的成形极限图、厚度分布、减薄率的影响。通过对比分析不同的坯料成形模拟结果,确定较为合理的毛坯形状尺寸。研究结果表明:方式1是不可取的,而方式2能很好地成形出合格零件,最大减薄率为16.6%,最大增厚率为1.84%。在法兰处可以适当添加拉延筋以缓解起皱趋势。     

汽车覆盖件拉深过程中的压边力预测

结合数值模拟与人工神经网络技术研究了汽车内覆盖件承载地板在冲压成形中压边力的预测。将板料模型零件导入到Dynaform中进行网格划分并对其拉深过程进行模拟仿真,结合正交试验获取不同参数条件下最佳压边力的数据样本,然后运用Matlab软件中的GRNN神经网络工具箱对数据进行训练学习,采用训练好的神经网络对板料成形过程中的压边力进行预测,获得了板料拉深过程中的压边力变化曲线。通过预测结果和模拟结果对比,预测误差在10%以内。将预测的曲线对零件模拟仿真,结果显示零件最大减薄率在25%以内,并对板料进行实际冲压验证。结果显示成形效果良好,无起皱、破裂缺陷,符合实际生产的要求,说明GRNN神经网络可以用于零件冲压过程中压边力的预测。     

坯料外形对镁合金矩形盒拉深成形的影响

用商业有限元软件模拟了在同一套模具和成形条件下不同毛坯外形的镁合金矩形盒拉深成形过程, 依据数值模拟结果,分析了不同坯料外形对镁合金矩形盒拉深成形的影响。结果表明:使用矩形圆角坯料比其他坯料的成形性能好。     

坯料外形对镁合金矩形盒拉深成形的影响

用商业有限元软件模拟了在同一套模具和成形条件下不同毛坯外形的镁合金矩形盒拉深成形过程．依据数值模拟结果，分析了不同坯料外形对镁合金矩形盒拉深成形的影响。结果表明：使用矩形圆角坯料比其他坯料的成形性能好。     

数值模拟波动压边力对拉深件成形质量的影响

钣金成形拉深工艺中,压边力的数值大小和方向是一个重要的工艺参数,在拉深过程中,对压边力大小和方向的控制,往往决定了拉深件的成形质量。然而,现有对变压边力的研究较多集中于线性且稳定的加载。从压边力波动变化的角度分析波动压边力对拉深件成形质量的影响,并考虑不同波形对这一影响有何变化,提出了一种更为有效的提高拉深件成形质量的方法。     

Increasing of the drawing depth using tailor rolled blanks—Numerical and experimental analysis

Deep drawing is a common sheet metal forming process. In most cases, sheets with constant thicknesses are formed. At the end of the previous century, new innovative blank technologies have been established for weight saving purposes. The development of the flexible rolling process is an illustrating example for this progression. By changing the roll gap during rolling, longitudinal thickness transitions are produced. The innovative semi-finished product, which is produced in this manner, is called tailor rolled blank (TRB). Its behaviour and characteristics during further processing, especially in forming, are topics of present research. The main emphasis of this paper is placed on the idea that TRB can be used to increase the maximum deep drawing depth compared to blanks having a constant thickness. This can be realised by “weakening” certain areas of the blank in a way that the load in failure at critical areas is reduced. To ensure weight saving in addition to increasing the maximum deep drawing depth, the maximum sheet thickness of the TRB is equal to the constant thickness of the other blanks. The concept is first analysed with the help of numerical simulations and then verified by experimental work.