双层不锈钢消声器壳体冲压工艺CAE分析与优化

针对SUS304双层不锈钢异型消声器壳体成形困难的现状,提出了采用不同形状坯料通过3次拉深工序来成形的工艺规划,重点采用正交试验和数值模拟分析方法在hypermesh中对第一次成形工艺参数进行了优化。坯料形状、压边力、拉深筋和双层板间的摩擦系数分别分为4个不同水平,以每一次拉深结束后坯料的最大减薄率和增厚率作为衡量坯料开裂和起皱的指标。对正交试验的数据进行分析,得到了4种因素和4种水平下的拉深指标,最佳工艺参数为坯料形状为BL4,压边力为350 kN、拉深筋分布为DB3及双层不锈钢板之间摩擦系数为0.2。采用最佳工艺参数的模拟结果都在安全范围之内,为实际生产提供了指导。     

AZ31、AZ91镁合金薄板热拉伸成形规律的实验研究

设计了正交实验表,对AZ31和AN91镁合金薄板试样,在万能实验机上进行了在线加热拉伸实验,分析了成形温度、拉深速度、压边力和毛坯直径对拉伸成形极限高度的影响规律,得到了AZ31和AZ91镁合金薄板最佳拉伸工艺参数范围,即成形温度为180℃,拉伸速度为10 mm/min,压边力为2000N,毛坯直径为85mm.本研究能为镁合金拉伸件的生产提供理论依据.     

先进高强度钢拉深工艺参数优化

以厚度为0.8 mm的DP1180先进高强度钢板料拉深成形为例,利用HIF-60小松伺服压力机的拉深成形系统速度和压边力可调的特点,对其进行拉深极限测定实验。通过室温下的拉深实验得到了该板料在室温下的极限拉深直径为Ф54.50 mm,极限拉深比LDR为2.07。通过只改变单一变量,进一步研究了在不同的压边力、冲压速度以及润滑条件下的极限拉深直径,以及对应的各工艺参数下的LDR值。通过正交实验来设计优化方案,通过方差分析得到了影响先进高强度钢DP1180拉深工艺的因素的主次顺序为:压边力润滑冲压速度,通过极差分析得到了最优参数组合为:压边力为10 kN、采用油脂润滑、冲压速度为5 mm·s~(-1)。对优化后的参数组合进行验证,实验表明:优化后的拉深成形件成形效果良好,无明显缺陷,且室温下的极限拉深直径增大为Ф55.75 mm,极限拉深比增大为2.12。     

航空发动机钛合金复杂型面零件的热拉深成形工艺

针对航空发动机整流罩屏零件的结构特点和拉深减薄问题,对TC1钛合金进行高温成形性能实验,基于有限元仿真模拟软件PAMSTAMP,对TC1钛合金零件展开后的坯料进行计算并模拟热拉深成形过程,将优化的模拟结果用于实际生产。结果表明：采用PAMSTAMP仿真软件可以有效预测零件的拉深缺陷、优化钣金初始坯料和拉深成形工艺路线以及节约试制成本;在压边力为30 kN、拉深速度为3000 mm·s^-1和摩擦因数为0.12的条件下,采用优化后的对坯料进行3次热成形的工艺方案,可以获得减薄尺寸满足要求的整流罩屏零件。     

镁合金AZ31B板材热拉深成形工艺研究

镁合金(AZ3lB)板材的成形性能可以通过热拉深试验来进行观察评估。成形温度选择在100-400℃之间。以获得适合成形的最佳温度范围。使用有限元方法分析了主要工艺参数对坯料成形质量的影响。试验结果表明。成形温度低于200℃时坯料很脆，高于400℃叶坯料表面易发生氧化而不适合成形。当成形温度选择在300一350℃之间。压边力在6-15kN(单位压边力q为0．7—1．7MPa)之间时镁合金具有较好的成形性能，能成功拉深出质量好的筒形件。数值模拟结果表明，坯料与模具间的摩擦因数对产生破裂的影响较压边力的影响程度大。     

304奥氏体不锈钢拉深过程有限元模拟

不锈钢制品由于其美观的外表和良好的使用性能,在国民经济各行各业被广泛使用,但不锈钢在拉深过程中硬化严重,易出现起皱、破裂现象,使成品率降低。本文应用ABAQUS有限元软件模拟了304奥氏体不锈钢圆筒件在不同摩擦条件下的拉深成形过程,分析了摩擦系数对304不锈钢圆筒件拉深成形过程的影响。结果表明,304奥氏体不锈钢圆筒件拉深过程中,较适宜的摩擦系数为0.08～0.15。当摩擦系数过小时,将在坯料与凹模圆角处发生破裂;而摩擦系数过大,则严重影响坯料的拉深极限。     

工艺参数对汽车用6082铝合金薄板拉深性能的影响

温度和压边力是影响铝合金薄板拉深性能的重要工艺参数。本文主要研究了温度和压边力对6082铝合金薄板拉深性能的影响,研究了薄板拉深后的筒形件在各个测量点处的厚度随拉深温度和压边力的变化。结果表明,拉深后试件的最小壁厚出现在与凸模圆角接触处,最大壁厚在侧壁靠近筒口处。试件的最佳拉深工艺参数为拉深温度300℃,拉深速度250 mm/s,压边力80 kN。按照该参数加工出的筒形拉深件的整体回弹值和凸耳较小,具有较好的形状精度和表面质量。     

基于DEFORM-2D的304奥氏体不锈钢拉深过程应力应变的数值模拟

不锈钢板材在拉深成形过程中应变硬化严重,影响因素复杂,易出现起皱、破裂、黏模等现象.运用DEFORM-2D的有限元软件,对不同拉深工艺条件下304奥氏体不锈钢圆筒件的拉深成形过程进行了数值模拟,分析了不同工艺条件下的应力应变情况.结果表明:工件凸缘处的摩擦因数越大,拉深成形极限高度hmax越小;提高拉深速度或降低摩擦因数,拉深成形极限高度hmax增大.通过几种不同条件下的模拟分析发现,在模拟实验条件范围内,304奥氏体不锈钢圆形件拉深成形的最佳成形条件为:凸模圆角rp=3mm、凹模圆角rd=3mm、凸缘处的摩擦因数μ=0.08、拉深速度v拉=30mm/s.这与实际生产中的情况相吻合,产生破裂的部位也与实际一致.     

板材拉深成形过程中摩擦条件与压边力设定关系研究

利用“板料拉深成形摩擦系数测试系统”，研究不同种类的润滑剂在不同压边力值设定条件下，拉深过程中的摩擦系数与压边力、拉深力与压边力之间的关系。从两种实验用坯料物理模拟的结果得知：实验用的油基润滑剂其粘度值越大，拉深性能越好，受压边力数值设定的影响也越小；坯料尺寸的增加使拉深成形变得困难，但对摩擦系数的影响很小。该研究结果有助于生产现场中润滑剂的选用和最佳压边力数值的确定。     

大型板材拉深成形的磨擦特征

利用探针法探讨了St14钢板在拉深过程中凸缘处理的摩擦与润滑规律,根据实验结果分析了拉深成形过程中的摩擦特征,结果表明,随着压边力的增加,摩擦系数基本保持恒定：拉深坯料尺寸增加,拉深力将增加,加入粘度较小的润滑油可以在较小拉深力和压边力的工艺条件下完成拉深成形。     

铝合金车门防撞梁热冲压成形缺陷(英文)

通过试验和数值仿真研究生产车门防撞梁中经常出现的减薄、破裂、起皱和回弹成形等缺陷。建立了适用于350~500°C的本构模型,并用于铝合金热冲压数值仿真。进行冲压试验和数值模拟以弄清成形缺陷的量化规律并分析工艺参数对成形缺陷的影响。研究结果表明:铝合金热冲压中破裂现象得到改善,回弹基本消除。增大压边力可减轻起皱的程度,但压边力超过15 kN将导致工件最大拉深处破裂。在压边力为3~5 kN,冲压速度为50~200 mm/s及有润滑的条件下,可以避免成形缺陷的产生。     

基于计算机辅助实验的铝合金发动机罩外板成形工艺参数优化

铝合金覆盖件冲压成形遇到的常见质量问题是起皱、破裂和回弹。利用计算机辅助实验(CAT)技术研究工艺参数和板坯形状对某汽车发动机罩外板成形质量的影响,找出满足质量评价指标要求的最优工艺水平组合。结果表明:实验方案中所有工艺水平组合均能很好地控制制件的起皱和破裂;一个板厚的凸凹模间隙有利于改善制件的贴膜性;采用矩形板坯可降低制件局部的最大减薄率和削弱其切边后的回弹;压边力和拉深筋高度对定量评价指标的影响不显著,但适当提高压边力和增加拉深筋高度可在一定程度上减小制件的回弹量。在压边力300 kN、凸凹模间隙0.8 mm、拉深筋高度14 mm、矩形板坯(虚拟)拉深速度3000 mm·s-1条件下,能够获得满足质量评价指标要求的发动机罩外板制件。     

压边力对AZ31镁合金热拉深成形性能的影响——试验及有限元数值模拟研究

在AZ31镁合金板材热拉深成形过程中,压边力Pb可根据成形特点进行设计,压边力过大、过小会引起试样破裂或起皱,至使成形过程不能顺利进行.利用自行设计的拉深模具,采用加热圈与加热棒连接热电偶的方式对凹模与冲头进行控温;通过对弹簧压下量的控制分别施加固定压边力与渐变压边力来研究压边力对AZ31镁合金热拉深成形性能的影响,并采用正交各向异性屈服准则和Wagoner提出的考虑了应变速率与温度影响的应力-应变材料模型.编制用户子程序嵌入MSC.Marc软件中对拉深过程进行了数值模拟,模拟结果与试验结果具有较好的对照性.结果表明,在其它条件合适的情况下,采用浮动压边力(控制在2kN～10kN),可以成形出无破裂与起皱的合格产品.模拟结果与试验有良好的对照性,证明可以用数值模拟来指导实际成形过程.     

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。     

盒形件粘性介质拉深过程流动性的有限元分析

为研究工艺参数对铝合金盒形件粘性介质拉深过程材料流动性能的影响,采用ANAYS/LS-DYNA软件对其成形过程进行有限元模拟,分析了成形过程中坯料形状、摩擦系数和压边力大小对材料流动和壁厚减薄的影响。研究结果表明,使用圆形坯料可促进盒形件圆角处材料的流动,降低盒形件的最大减薄率;改善润滑条件、调节压边力大小,则可有效控制坯料的流动,提高成形性。     

6061高强度铝合金拉深工艺参数优化

基于DynaForm对6061高强度铝合金板料拉深成形过程进行仿真模拟,通过设计正交试验,研究在不同温度、压边力、冲压速度下的拉深件成形质量,采用极差与方差分析了3个工艺参数的影响程度,并对该影响因素进行了优化分析。研究结果表明:最佳的成形工艺参数为,400℃的试验温度、8 kN的压边力和4 mm/s的冲压速度。     

镁合金板材温热拉深成形工艺的研究

通过镁合金板材温热拉深试验确定适合板材成形的温度范围，分析了压边力对坯料成形质量的影响，选择适合成形的工艺条件来有效避免工艺缺陷的产生。试验采用刚性压边装置对压边力进行调整，润滑剂采用了液态的PTFE，通过对成形工艺缺陷的分析，确定适合成形的最佳工艺参数，以提高拉深件的极限拉深比。结果表明：成形温度选择在105～170℃范围内，此时镁合金轧制板材具有良好的拉深性能，极限拉深比可达到2．44；坯料的加热时间不宜过长，否则会严重降低板材的塑性变形能力。     

轿车翼子板内板的成形工艺数值模拟研究

将某型轿车翼子板内板的形状分析归纳为五大部分,提出了一套成形工艺流程,并在流程中对部分工序进行了复合.设计一组压边力方案:100kN、200kN、300kN,利用数值模拟软件对浅拉深工序进行仿真.发现对于该零件要消除斜筋部位破裂,一味减小压边力不可行,需要考虑调大入模圆角.在消除了破裂缺陷之后,要控制起皱则需要增大压边力,同时也可考虑将起皱区域锁定到零件的无效区域(即后续需要切除的区域).最后确定成形压边力300kN、入模圆角R5mm时,成形无缺陷.     

镁合金板材的固体颗粒介质拉深工艺参数

提出基于固体颗粒介质成形(SGMF)工艺的镁合金板材差温拉深工艺,并展开试验研究。通过对AZ31B镁合金薄板进行差温拉深成形试验,研究了成形温度、拉深速度、压边力、压边间隙、凹模圆角和润滑条件对拉深性能的影响,确定AZ31B镁合金板料最佳成形工艺参数。结果表明:该工艺可显著提高镁合金板材的成形性能,成形温度及拉深速度对板料拉深性能影响较大,板料最佳成形温度区间为290～310℃,颗粒介质与板料理想温差为110～150℃;压边力和压边间隙对拉深性能产生联合影响;此外,凹模圆角和润滑条件也对拉深性能有一定的影响。当上述工艺参数达到最佳值时成功拉深出极限拉深比(LDR)为2.41的工件。     

研究拉深过程中压边力值的合理确定

一般在确定压边力值大小时只考虑拉深系数、坯料厚度，没肖考虑选用的润滑剂种类。我们通过实验研究得出：正确的给定拉深化过程中的压边力值时不仅要考虑拉深系数、坯料厚度，而且还必须考虑拉深过程中使用的润滑剂种类。该实验研究结盟有助于工程技术人员在制定生产现场的工艺时确定最佳压边力范围。