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。     

预应变对铝合金板冲裁断面质量的影响

设计了9组不同工艺参数的冲裁试验,以研究冲裁间隙和冲裁角度对铝合金板冲裁断面质量的影响。随着冲裁间隙的增加,对断面质量起决定作用的光亮带比例逐渐减小,冲裁角度为10°时,光亮带比例相对较高。进而设计了不同大小和方向的单向拉伸和双向等拉预应变,通过试验研究预应变对铝合金板冲裁断面质量的影响。结果显示:预应变对断面轮廓影响不大,但使光亮带比例明显降低,且对AA5182光亮带比例的影响大于AA6016;在单向拉伸预应变方向为90°、大小为5%时,光亮带比例下降值达到最大,其中AA5182为17.51%,AA6016为8.76%;预应变方向对光亮带比例影响较小,为1%;双向等拉预应变使AA5182和AA6016材料的光亮带比例下降值均大于单向拉伸预应变,分别为18.27%和16.74%。     

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。     

间隙与精冲质量的关系研究

建立了精密冲裁有限元模型,对相对间隙分别为0.1%t、0.7%t、1.3%t,材料为45钢,板厚为2.9mm,直径为φ16 mm的圆形零件精冲过程进行了模拟,通过数值模拟获得了材料在精冲过程中静水应力场的分布情况,分析了静水压应力与剪切面裂纹产生的关系,通过分析得到相对间隙越小,光亮带越大的结论。     

剪切工艺对5Mn中锰钢边部成形性能的影响

采用基于光学追踪的数字图像相关法(digital image correlation,DIC)的剪切边单轴拉伸试验,研究了冲裁间隙对5Mn中锰钢冲裁断面质量及边部成形性能的影响。结果表明:当冲裁间隙为板厚的0.03时,冲裁件毛刺最小,剪切边硬化层深度小于1 mm,断后伸长率可达23%,抗拉强度可达720 MPa。随着冲裁间隙的增加,断面质量和边部成形性能迅速降低。冲裁边部由于塑性变形和相变存在严重的加工硬化现象,且随着冲裁间隙的增加愈加严重。冲裁边部由于微孔和加工硬化促使裂纹萌生,形成横裂纹并迅速撕裂。     

高强度钢厚板冲裁研究

介绍了高强度钢30CrMnSiA厚板的冲裁研究,包括传统热冲裁,同步剪挤式冲裁、双间隙冲裁、齿圈压板精冲等,开展了工艺试验.结果表明,小间隙圆角刃口700℃冲裁所得到的剪切面基本都是光亮带,齿圈压板精冲可使冲裁面全部为光亮带,双间隙冲裁可使剪切面的光亮带达到50%以上.研究工作对高强度钢厚板冲裁工艺设计有一定参考价值.     

冲裁质量对TRIP780边部成形性能的影响

采用单向拉伸试样冲裁模具和基于DIC的剪切边拉伸试验研究了冲裁间隙(0. 08t、0. 12t、0. 17t和0. 25t)和凸模刃口角度(0°、5°和10°)对超高强度钢板TRIP780冲裁断面质量和边部拉伸成形能力的影响,并根据DIC对断裂过程的追踪,揭示了边部裂纹的萌生和扩展机理。试验结果表明,随着冲裁间隙的增大,断面质量和边部成形性能降低;在0. 08t和0. 12t的冲裁间隙下,断面质量和边部成形性能相对优异和稳定。采用5°或10°斜刃冲裁时,光亮带和毛刺所占比例同时下降,拉伸性能得到大幅提高。在断裂形式上,边部质量较差时试样表现出从边部起裂,最终形成横-斜混合裂纹形式,其中横向裂纹的长度与边部质量有密切关系。     

冲裁模具结构及间隙对针坯质量的影响研究

织针对针坯的冲裁质量要求极高。模具的结构及凸凹模间隙对冲裁件的尺寸精度和断面质量有着至关重要的影响。为了提高针坯的冲裁质量,分析了织针的冲坯工艺,利用Deform有限元软件预测最佳的凸凹模间隙值,在普通冲裁模具的基础上,采用了小间隙圆角刃口结构,增加了内导柱和弹性反顶装置,设计了一套精密的光洁冲裁模具。该模具冲出的针坯尺寸精度高,锥度从原来的13.5°下降至2.1°;冲裁断面质量好,光亮带比例从19.6%增加至79.7%,断裂带比例从74.7%减少至14.1%,实现了针坯的光洁冲裁。     

C5191磷青铜薄板高速冲裁断裂阀值的确定方法

为准确分析C5191磷青铜薄板高速冲裁过程中裂纹萌生时的临界损伤,提出一种Hopkinson试验和冲裁数值模拟相结合的反求分析法标定冲裁断裂的阀值。通过基于数字图像分析技术的分离式Hopkinson拉杆试验,获得C5191磷青铜试样出现颈缩时刻所对应的临界塑性变形能(应力、应变积分函数),并作为拉伸断裂的临界损伤阀值C_i导入冲裁数值模拟模型以获得冲裁断面光亮带的高度模拟值,最后根据冲裁光亮带模拟值和实测值的对比分析结果以动态优化调整C_i值,二者一致所对应的损伤值即为高速冲裁断裂阀值C_0。试验结果表明,C5191磷青铜薄板高速冲裁过程中裂纹萌生时的临界损伤值C_0取值为1. 162时,光亮带高度值的数值模拟结果与高速冲裁试验结果的误差仅为3. 64%,体现出此种方法的可靠性。     

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。     

对冷冲模具冲裁间隙的商讨

通过冲裁间隙对冲裁断面、冲裁力的影响,提出合理冲裁间隙。     

冲裁间隙对弯链板冲孔断面质量及凸模磨损的影响

为了研究冲裁间隙对销合链弯链板冲孔断面质量及凸模磨损的影响，运用DEFORM软件建立了4组不同冲裁间隙的冲孔仿真模型，通过仿真得到了不同冲裁间隙下的凸模行程与冲裁力变化曲线。分析了断面质量和凸模最大磨损量随冲裁间隙的变化趋势，并制作了冲孔模具进行试验验证。仿真结果表明：随着冲裁间隙的增大，断面光亮带长度和凸模磨损深度会随之减小。根据不同冲裁间隙下的冲裁力曲线，绘制冲裁功曲线，确定最佳冲裁间隙值为0.2 mm。此时，冲孔断面光亮带长度的仿真值为2.11204 mm,凸模的使用寿命预测为62000件。进行了冲孔试验，试验发现，当冲裁间隙为0.2 mm时，冲裁件的冲孔断面光亮带长度的实测值为2.19 mm,与仿真值的相对误差仅为3.7%,验证了仿真结果的准确性，为冲孔模具研发提供了有效指导。     

液力变矩器涡轮外环叶片槽冲裁力的分析与研究

为解决液力变矩器手工冲槽加工效率低这一难题，提高冲裁件的断面质量和冲裁效率，以YB-265中等型号冲焊型液力变矩器涡轮外环叶片冲槽加工为研究基础，采用壳体厚度为3 mm,且相同规格的10F钢作为液力变矩器涡轮外环叶片槽冲裁试验材料。利用截面为20 mm×1.5 mm的矩形凸模进行冲槽试验，通过更换凹模来改变冲裁间隙，以完成在不同冲裁间隙条件下对涡轮外环叶片槽的冲裁试验，采集并拟合分析冲裁力与冲裁间隙之间的变化曲线。研究发现，随着冲裁间隙的增大，冲裁力缓慢减小，且断裂带形成具有一定的滞后性；光亮带缓慢减小，分布相对比较均匀，但毛刺高度却随之增加。经比较经验公式和试验曲线，得出经验公式所假设的冲裁间隙约为23.42%t。研究结果对汽车液力变矩器的制造技术和应用具有一定的实际意义和促进作用。     

冲裁速度对电机定转子铁芯冲裁断面质量影响规律研究

本文通过建立有限元模型,选择韧性断裂准则和断裂因子,研究冲裁速度对电机定转子铁芯冲裁断面质量影响的规律。通过实验获得电机定转子铁芯所用材料——硅钢片的真实应力应变曲线,并把此应力应变曲线运用于模拟中,通过设置不同的冲裁速度,得到不同的光亮带长度,从而可优化出最佳冲裁速度。分析对比模拟结果和实验结果,两者非常接近,可证明本研究对提高产品质量和生产效率有很好的借鉴作用。     

高速精密级进冲压中的冲裁断面质量实验研究

运用正交实验方法,研究了冲裁间隙、模具表面粗糙度、冲压速度对高速精密级进冲压中的冲裁断面质量的影响,结果显示,模具表面粗糙度对冲裁断面质量的影响最大,模具表面精度越高,冲裁断面质量越好。因此,尽量采用先进的加工设备和加工工艺以获得尽量高的凸、凹模表面加工精度,对于保证高速精密级进冲压中的冲裁断面质量非常重要。     

基于数值模拟的厚板冲裁变形机理研究

研究了7mm厚板的冲裁成形方法,建立了非直线型剪切线厚板冲裁工艺的运动模型及弹塑性有限元模型.仿真结果表明:厚板冲裁过程分为弹性变形阶段、塑性变形阶段及断裂分离阶段;剪切线为非直线时,最大冲裁力随着板厚的增加而非线性增加,但单位厚度上所需的冲裁力随着板厚的增加而逐渐减小;7mm厚板的最佳冲裁间隙为11.3%t(t为板厚);7mm厚板落料冲裁的最佳凹模小圆角为r=-2%t.通过阐述变形机理为建立厚板冲裁工艺规范提供指导,并在实验中取得了较好的效果.     

薄板精密冲裁的变形过程和机理研究

本文构建了料厚为0.3mm的薄板精密冲裁变形有限元模型,运用该模型研究了薄板精密冲裁变形过程,分析结果显示冲裁断面质量与生产实际非常接近.论文分析了薄板精密冲裁变形过程中的静水应力的分布特征、影响机理.研究表明,强压边条件增加了静水压应力区域的范围和程度,从而延迟了裂纹的初始和发展,提高了冲裁断面的质量.     

冲裁间隙的选择及对冲压生产的影响

叙述了冲裁间隙和冲裁断面的结构特点,分析了合理冲裁间隙的选择及选择时的注意事项,讨论了冲裁间隙对冲裁件质量(尺寸精度、断面质量、毛刺、翘曲和斜角)、冲裁力、卸料力、推件力、顶件力及冲模寿命等影响。     

冲裁间隙的选择及对冲压生产的影响

叙述了冲裁间隙和冲裁断面的结构特点，分析了合理冲裁间隙的选择及选择时的注意事项，讨论了冲裁间隙对冲裁件质量(尺寸精度、断面质量、毛刺、翘曲和斜角)、冲裁力、卸料力、推件力、顶件力及冲模寿命等影响。