支撑板冲压成形模具磨损分析及优化

以某支撑板冲压成形为研究对象,基于Archard磨损理论,采用有限元分析软件DEFORM-3D对其冲压成形过程中出现的模具磨损进行模拟分析,探索了其磨损原因;为最大化模具使用寿命,采用正交试验对影响模具磨损的工艺参数进行优选。选取冲压速度、摩擦系数、模具硬度、压边力作为因素,设计4因素4水平的正交试验,通过对试验结果进行极差和方差分析,得出各因素对结果的影响趋势,综合考虑后确定最优参数组合为:冲压速度为5 mm·s^-1、摩擦系数为0.12、模具硬度为64 HRC、压边力为280 kN,同时,根据模拟结果对模具使用寿命进行预测。采用优化后的参数进行试模,发现模具的使用寿命与模拟结果基本一致,模具使用寿命大幅延长,验证了有限元分析结果的正确性。     

基于RSM的汽车不锈钢板件冲压模具磨损CAE分析

为了减少汽车异形不锈钢板件在冲压过程中的模具磨损,应用CAE分析软件Deform-3D对板料冲压过程进行数值模拟,并基于响应面法,以凸、凹模的磨损深度为优化目标,对冲压工艺参数进行优化。采用Box-Behnken设计冲压试验组,并结合Archard模型,建立了压边力、冲压速度、冲压间隙与评价参数之间的响应面模型,得到了各工艺参数对模具磨损的影响规律,综合分析后,确定了最优冲压工艺参数组合为：压边力为375 kN、冲压速度为78.5 mm·s^-1、冲压间隙为2.17 mm。同时,根据最大磨损深度结果对冲压模具的寿命进行了预测,最终经过冲压实践证明,采用最优冲压工艺参数组合,冲压模具的实际寿命为3721件,与预测结果的一致性较好,模具寿命得到大幅提升。     

基于响应面法与灰狼优化算法的壳体拉深成形模具优化设计

为解决壳体拉深成形模具优化设计的实际问题,提出一种基于响应面法和灰狼优化算法的优化凹模尺寸参数的优化方法。以模口圆角半径R_a、中间带直径D_m、入模角α和定径带宽度B为设计变量,采用中心复合设计进行实验安排,以壳体的外径、高度、中心底厚及口部不平整度作为优化指标,并联合运用灰色关联分析法和熵权法,构建设计变量与优化指标之间的响应面模型,最后借助灰狼优化算法对预测模型进行寻优。最优凹模尺寸参数组合为：R_a=12 mm,D_m=Φ19.3 mm,α=20°和B=1.4 mm。采用优化后的凹模尺寸参数进行模拟验证和工艺实验,结果显示壳体所有尺寸指标均满足设计要求。     

车用DP780高强钢板热冲压成形数值模拟及模具磨损北大核心CSCD

以车用DP780高强钢板为研究对象,借助Deform-3D仿真系统,建立了热冲压仿真模型,分析了DP780高强钢板的变形过程以及成形效果。以热冲压磨损理论为支撑,以DP780高强钢板的成形质量为先决条件,对冲压模具的磨损状况进行了研究与改进。运用正交试验,建立了关于钢板温度、模具间隙、冲压速度及摩擦因数的4因素3水平的模拟方案,并通过灰色关联法将凸、凹模磨损的双目标优化问题简化为关于关联度的单目标优化问题,最后采用极差分析法确定了各变量在区间内的最优解。模拟结果表明,优化后,凸模磨损减小了31.61%,凹模磨损减小了24.98%。根据实际冲压结果可知,DP780高强钢板成形良好、质量佳、无缺陷,冲模寿命与预测结果接近。有限元模拟可参考性较高,该优化手段对实际生产具有一定的指导性。     

基于响应面法的汽车法兰盘终锻模具磨损分析与预测

某公司采用两次预锻、一次终锻成形汽车法兰盘锻件,但在生产中发现终锻凹模的寿命明显低于预锻凹模,因此为提高终锻凹模寿命,采用 Deform-3D 软件对法兰盘终锻过程进行了数值模拟,并引入 Archard 磨损模型,对凹模磨损情况进行了研究。并选取打击速度、凹模硬度、坯料温度以及模具预热温度作为优化参数,以凹模磨损深度最小作为优化目标,通过响应面法,获得了关于实验优化参数与凹模磨损深度的二阶响应面模型及最佳参数组合方案,即打击速度为38. 5 mm·s^-1、凹模硬度为60 HRC、坯料温度为 400 ℃ 、模具预热温度为 360 ℃ 。通过 Deform-3D 对优化后的参数进行了验证,结果表明凹模磨损深度与优化前相比得到了明显降低。基于优化结果,对法兰盘进行了试生产,获得的锻件的尺寸和性能均能满足设计要求,凹模寿命从3200 件提高至 5430 件,与模拟预测结果相近,表明 CAE 分析与 RSM 的结合应用能够有效地解决模具磨损问题。     

基于响应面法和修正Archard磨损理论的汽车前下摆臂热锻模具应力与磨损分析

以汽车前下摆臂热锻模具作为研究对象,基于Archard修正磨损模型,采用模具预热温度、模具下压速度、模具初始硬度和摩擦因数4因素正交试验,建立了可信度较高的回归模型,进行了模具磨损和应力的预测与优化。通过响应面法求解出的最佳参数组合为：模具下压速度为78.80 mm·s^-1、模具预热温度为206.72℃、摩擦因数为0.34和模具初始硬度为52.76 HRC,此时模具的磨损深度为3.75×10^-6 mm、模具应力为672 MPa。将实际值与预测值拟合后发现,预测值与实际值具有较好的一致性,回归模型的真实性较高。通过试验验证得到模具单次磨损深度为3.875×10^-6 mm,与响应面模拟结果的误差小于5%,验证了响应面模型的准确性。     

基于响应面法的接合螺栓冷成形工艺参数优化

为了降低汽车接合螺栓冷成形载荷,利用Box-Behnken法设计了以冲压速度、摩擦系数、冲头凸台外侧斜角和冲头凸台侧壁长度的四因素三水平试验.以成形载荷为响应目标,获得不同工艺参数下接合螺栓成形载荷的响应模型.通过响应模型和Deform-3D仿真相结合的方法,对影响成形载荷的工艺参数进行优化分析.获得了最优组合参数:凸...     

高强钢板热冲压成形模具温度场分析

高强钢板热冲压技术在汽车工业中的应用日趋广泛.在热冲压过程中,板材首先从加热炉转移到压机上,然后在模具中迅速成形并淬火以获得高强度.成形前模具的温度大大影响成形后零件的最终性能.本文选用汽车右前立柱角撑零件的模具来分析,用LS-DYANA软件模拟了热冲压后模具的温度场分布,并得到了模具温度的变化曲线.为热成形模具冷却系统的设计提供了依据.     

响应面法在发动机隔热罩冲压成形工艺参数优化中的应用

借助Dynaform软件,通过与实验结果对比,较准确地建立了某公司生产的发动机隔热罩冲压成形仿真模型.在此模型基础上,采用BBD设计安排实验,以冲压工艺参数为自变量,最大减薄率和起皱率为因变量,分别建立了工艺参数与最大减薄率和起皱率的二次多项式响应面模型,并对两个模型进行优化.以最大减薄率未优化响应面模型为约束,起皱率未优化响应面模型为目标函数,以及最大减薄率优化响应面模型为约束,起皱率优化响应面模型为目标函数,分别对工艺参数进行优化.结果显示,优化后的隔热罩仿真模型最大减薄率和起皱率控制在较好范围,且优化响应面模型的结果更优.     

基于响应面法和GS理论的板料成形优化

基于GS理论和响应面寻优法,借助Dynaform非线性有限元分析软件,对某型汽车横梁件成形中存在减薄率过大的问题,进行工艺参数寻优。首先,通过正交试验获取一定参数组合下的减薄率。然后,借助GS理论,获得对减薄率产生主要影响的两个参数即冲压速度和模具间隙。最后,利用Design-expert软件,以设计冲压速度和模具间隙为输入参数,减薄率为输出参数,进行响应面法寻优。通过响应面法寻优的最优解与未优化之前的对比,优化后的冲压参数对横梁件的板料成形质量有显著提升。     

某汽车后地板横梁冲压成形数值模拟及参数优化

以某汽车后地板横梁为研究对象,对其结构特征进行了分析,设计了拉延成形→切边冲孔→翻边整形的工艺方案,并利用Autoform软件建立了有限元分析模型。针对零件在拉延和翻边整形过程中出现的起皱和拉延不充分现象,对拉延模具型面进行了优化设计;并采用了一种基于响应面法的优化方法:以分段式拉延筋的阻力系数和压边圈的压边力为优化因素,将最大减薄率和最大增厚率作为目标函数,利用响应面法,构建优化因素与目标函数的拟合方程;求解得到最优的参数组合:t_1为40%、t_2为30%、t_3为40%、F_b为900 k N;最终经过验证,预测结果与模拟验证结果具有较好的吻合度,并且通过试生产,得到了合格零件,验证了该方法的正确性。     

高强钢汽车加强板冲压成形数值模拟及试验

以某型号汽车加强板为研究对象,设计了联合工装模具。建立了工件成形各工序有限元模型,使用有限元仿真软件Dynaform对加强板冲压成形过程进行了数值模拟,获得了该零件在拉延成形过程中的成形极限图,并进行了相关的实验验证。模拟结果与实验结果吻合较好,说明了所建立的全工序有限元模型的有效性。分析了成形过程中起皱和拉裂的原因,得出了压边力和拉延筋位置对成形质量的影响规律。研究结果表明,通过调节压边力及拉延筋的设置,有效地改善了拉延件成形过程中出现的起皱和开裂问题,进而有效地提高了产品的成形质量。     

基于响应曲面法的预成形模具优化设计

采用响应曲面法对预成形模具形状进行了优化设计,以终锻件能够完全充满型腔且飞边最小为优化目标,建立了数学建模。以工字型锻件为例,设计出了直线、圆弧和曲线3种预锻模形状,提取了直线的角度、圆弧的半径、四次曲线的拐点位置为设计变量。以Deform 2D为有限元模拟软件,对每种预锻模形状进行锻造过程模拟,根据模拟出的实验数据求得目标函数值。用曲线拟合软件1st Opt对形状设计变量和目标函数值之间的相互关系进行曲线拟合,得到相应的曲线方程,并对曲线方程求最优解,从而获得最佳角度为41°,最佳半径为109.1 mm,最佳拐点位置为0.3。通过对3种最优预锻模形状的比较,得出四次曲线型预锻模为最佳预锻模形状。     

燃气灶灶面冲压工艺及模具

运用主应力法对灶面成形过程金属流动趋向进行分析计算。在模具上采用强力压边和阻流措施，从而达到对变形区域的控制，保证制件的质量。     

超薄镀铝钢板冲压成形的数值模拟

由于镀铝钢板的表面镀层为含硅量5%～11%的Al-Fe-Si系金属问化合物,且表面有一层极薄的Al_2O_3表面钝化层,故其具有优异的耐热性、热反射性及耐腐蚀性,常用其制作隔热汽车零部件.但当其厚度小于0.5 mm且镀层厚大于20μm时,会因镀层厚度比例的增加而降低其冲压成形性能,从而引起冲压件严重起皱及局部破裂.针对这一问题,本文选择轿车消声器隔热罩囤产化作为研究对象,对其冲压成形过程进行了模拟仿真,分析并预测了产生冲压质量缺陷的原因,并对影响冲压质量的主要参数进行了优化.模拟结果表明,经过参数优化后,有效的抑制了冲压缺陷和提高产品质量.     

大型压力容器封头冲压成形模具易损分析

传统大型压力容器封头模具在冲压成形过程中易出现磨损失效,降低了封头产品质量和模具使用寿命,严重影响生产效率。利用ABAQUS软件建立了与大型压力容器封头实际冲压成形模具一致的有限元模型,通过进行有限元模拟分析及相关冲压成形实验,对封头模具易磨损的主要因素进行对比分析,并对传统大型压力容器封头模具的材料硬度值、摩擦系数、凸模和凹模间隙进行合理改进。结果表明,选择模具材料硬度值在75~85 HRC之间、摩擦系数在0.06~0.12之间、凸模和凹模间隙在1.1~1.3 mm之间时的模具磨损量最小。     

基于响应面法的活性焊工艺参数优化

介绍了用于优化活性焊工艺参数试验的响应曲面法和CCD中心组合设计的基本原理,通过选取合适的星号臂以及中心点重复试验次数,在尽量减少试验次数的基础之上增加了拟合的准确性.通过软件的综合分析获得了目标响应的最优参数值,并通过在该参数下的重复性试验验证其准确性,从而说明响应面法可以很好地解决活性焊最优工艺确定问题.     

热冲压成形工艺及模具技术要点探讨

热冲压成形工艺是汽车行业近年来比较具有影响力的一项专门用于生产汽车超高强度钢板冲压件的先进技术,本文主要对该技术工艺及模具技术要点进行探讨,以期与同行进行交流。