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基于CAD/CAE的A柱内板成形工艺优化及模具设计

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锻压技术 2024年第6期 96-101+238页

作者：万志远山东华宇工学院机械工程学院

为解决轿车A柱内板冲压成形开裂、起皱和变形不对称等问题，分析了轿车A柱内板的结构特点，采用“一模两件”的工艺设计方案解决单个零件变形不对称问题，设计了拉延成形、修边-冲孔、翻边-修边-侧冲孔和侧冲孔-切断的全工序冲压方案。... 详细信息

为解决轿车A柱内板冲压成形开裂、起皱和变形不对称等问题，分析了轿车A柱内板的结构特点，采用“一模两件”的工艺设计方案解决单个零件变形不对称问题，设计了拉延成形、修边-冲孔、翻边-修边-侧冲孔和侧冲孔-切断的全工序冲压方案。并采用数值模拟方法，从材料厚度最大减薄率和最大增厚率两个方面探究了压边力、冲压速度和模具间隙对零件成形质量的影响规律，得到了压边力为350～400 kN、冲压速度在2000 mm·s-1以内、模具间隙为1.61～1.54 mm时成形效果较好。运用正交试验方法，计算出各因素各水平的材料厚度最大减薄率平均值，得到了压边力因素的极差为0.776、冲压速度因素的极差为1.259、模具间隙因素的极差为0.247,确定了压边力为350 kN、冲压速度为1500 mm·s-1、模具间隙为1.54 mm的最优工艺参数组合。最后，基于工艺设计设计了成形模具，并采用最优工艺参数进行了试模生产，零件未产生开裂、起皱等缺陷，验证了模拟计算的可靠性。

关键词： A柱内板冲压成形最大减薄率最大增厚率压边力冲压速度模具间隙

基于响应曲面法的板料渐进成形最大减薄率预测与分析

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吉林大学学报（工学版） 2019年第2期49卷 529-535页

作者：李燕乐陈晓晓翟维东孙杰李剑峰山东大学机械工程学院济南250061 山东大学高效洁净教育部重点实验室济南250061 山东大学机械工程国家级实验教学示范中心济南250061

以典型方锥台件为成形对象,考虑了层间步距、板材厚度和工具头直径3个工艺参数,首先,使用Box-Behnken方法设计了15组实验,并使用超声波测厚仪获得成形件侧壁上沿深度方向的厚度变化趋势。测得的数据表明,在渐进成形过程中厚度变化并不... 详细信息

以典型方锥台件为成形对象,考虑了层间步距、板材厚度和工具头直径3个工艺参数,首先,使用Box-Behnken方法设计了15组实验,并使用超声波测厚仪获得成形件侧壁上沿深度方向的厚度变化趋势。测得的数据表明,在渐进成形过程中厚度变化并不是一直遵循正弦定律的,而是出现了过度减薄的现象。然后,应用响应曲面法建立了3个工艺参数与制件的最大减薄率之间的二阶响应曲面模型,分析了3个工艺参数独自及其相互作用对最大减薄率的影响。研究结果表明,最大减薄率随工具头直径的减小和步距的增大而增加,但受板材厚度影响较小。最后,以获得最大减薄率的最小值为目标优化工艺参数,得到了最优工艺参数组合:层间步距为2mm,板材厚度为1.27mm,工具头直径为10mm。研究结果对避免渐进成形件过度减薄及提高成形质量具有指导意义。

关键词：材料合成与加工工艺渐进成形最大减薄率 Box-Behnken设计响应曲面法工艺优化

一种新型双层X形管内高压成形加载路径的智能优化方法

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哈尔滨工程大学学报 2022年第10期43卷 1507-1513页

作者：冯莹莹骆宗安刘照松吴庆林东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

为了提高双层X形管的成形性能,本文针对双层X形管内高压成形过程加载路径的智能优化方法开展研究。将多目标动态优化方法用于双层X形管工艺质量参数的动态调整与优化,通过建立内层管最大减薄率、外层管最大减薄率、极限圆角半径、支管高... 详细信息

为了提高双层X形管的成形性能,本文针对双层X形管内高压成形过程加载路径的智能优化方法开展研究。将多目标动态优化方法用于双层X形管工艺质量参数的动态调整与优化,通过建立内层管最大减薄率、外层管最大减薄率、极限圆角半径、支管高度4个主要评价因素的柔性可调整区间,协调优化参数,使双层X形管的变形尽可能处于最佳状态。采用线性加权法建立双层X形管工艺质量参数的多因素综合目标函数,并运用遗传算法和BP神经网络控制方法对多目标动态优化函数进行推导求解,优化了学习效率,提高了计算精度,增强了与实际工艺的匹配程度。模拟结果与实验结果的误差在±7%以内,说明此双层X形管在内高压成形过程的加载路径优化控制方法具有较高的精度和可行性。

关键词：双层X形管内高压成形加载路径线性加权法多目标动态优化最大减薄率极限圆角半径支管高度

基于响应曲面法的板料渐进成形最大减薄率的预测和分析

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基于响应曲面法的板料渐进成形最大减薄率的预测和分析

创新塑性加工技术，推动智能制造发展——第十五届全国塑性工程学会年会暨第七届全球华人塑性加工技术交流会

作者：陈晓晓李燕乐赵国群孙杰李方义李剑峰山东大学机械工程学院&高效洁净教育部重点实验室山东大学材料科学与工程学院

金属板料渐进成形技术作为一种新兴的无模塑性加工工艺,依据快速原型制造技术中"分层制造"的思想,通过连续局部塑性变形的累积以获得目标制件。该成形过程是板料不断拉伸变薄的过程,减薄后的板料厚度符合正弦定律。本文以典型方锥台件... 详细信息

金属板料渐进成形技术作为一种新兴的无模塑性加工工艺,依据快速原型制造技术中"分层制造"的思想,通过连续局部塑性变形的累积以获得目标制件。该成形过程是板料不断拉伸变薄的过程,减薄后的板料厚度符合正弦定律。本文以典型方锥台件为成形对象,考虑层间步距、初始厚度和工具头直径三个工艺参数,使用Box-Behnken方法设计了15组实验,并使用超声波测厚仪获得成形件中线上沿深度方向各点的厚度值。应用响应曲面法

关键词：渐进成形最大减薄率 Box-Behnken设计响应曲面法

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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基于响应面法的柱形壳内高压胀形工艺优化

锻压技术 2023年第10期48卷 95-101页

作者：孙志莹施正贤申明廷江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003

针对柱形壳在制造过程中的厚度均匀性和成形性能差等问题,提出采用橡胶内高压胀形工艺进行柱形壳的成形,并通过优化肩部传力区域的工艺参数来提高柱形壳的成形性能。基于响应面法中的Box-Behnken Design进行试验方案的设计,建立并优化... 详细信息

针对柱形壳在制造过程中的厚度均匀性和成形性能差等问题,提出采用橡胶内高压胀形工艺进行柱形壳的成形,并通过优化肩部传力区域的工艺参数来提高柱形壳的成形性能。基于响应面法中的Box-Behnken Design进行试验方案的设计,建立并优化了以模具结构中肩部传力区域的内圆角半径、外圆角半径、斜边角度和摩擦因数为设计变量,以最大减薄率为响应值的响应面模型,并通过对响应面模型进行方差分析和相关性分析,确定了柱形壳内高压胀形的最佳工艺参数组合为:内圆角半径为9.89 mm,外圆角半径为1 mm,斜边角度为10.13°,摩擦因数为0.104。采用最佳的工艺参数进行柱形壳内高压胀形模拟分析和试验,验证了响应面模型优化的可靠性和模拟分析的准确性。

关键词：柱形壳内高压胀形响应面法模具结构厚度分布最大减薄率

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5052铝合金薄型封板冲压缺陷仿真分析

锻压技术 2022年第9期47卷 99-104,181页

作者：吕志敏江豪濮阳职业技术学院机电与汽车工程学院河南濮阳457000 郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002

针对某5052铝合金薄型封板开裂严重、报废率高的问题,基于计算机模拟技术,对其冲压成形过程进行了数值仿真。首先,通过单向拉伸试验获得了5052铝合金的力学性能参数及应力-应变曲线,并在Deform软件中建立了冲压材料模型。其次,通过建立... 详细信息

针对某5052铝合金薄型封板开裂严重、报废率高的问题,基于计算机模拟技术,对其冲压成形过程进行了数值仿真。首先,通过单向拉伸试验获得了5052铝合金的力学性能参数及应力-应变曲线,并在Deform软件中建立了冲压材料模型。其次,通过建立冲压仿真模型,结合田口试验设计,研究了冲压速度、摩擦因数、压边力以及入模圆角半径等冲压参数对薄型封板成形质量的影响,并采用线性加权法建立了关于最大减薄率与最大增厚率的评价函数模型,利用望小特性模型对冲压参数进行了寻优。优化结果表明,封板的最大减薄率及最大增厚率得到了明显改善,降低了开裂和起皱的风险,并通过冲压试验进行了验证,原工艺下出现的开裂缺陷得到消除,封板质量达到设计需求。

关键词： 5052铝合金材料模型拉伸试验田口试验最大减薄率最大增厚率

工艺参数对汽车铝合金封板成形质量的影响及模具寿命预测

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锻压技术 2022年第7期47卷 107-111,121页

作者：黄忠史召峰王理想安徽粮食工程职业学院机电工程系安徽合肥230011 安徽工业经济职业技术学院机械与汽车工程学院安徽合肥230051 安徽威灵汽车部件有限公司安徽合肥230000

以铝合金封板为研究对象,对冲压过程中极易出现的冲裂缺陷进行了分析。以成形后封板的最大减薄率为评估对象,应用有限元分析法,开展了关于入模圆角、压边力以及凸凹模间隙的正交试验,研究了各因素对最大减薄率的影响程度,并基于信噪比,... 详细信息

以铝合金封板为研究对象,对冲压过程中极易出现的冲裂缺陷进行了分析。以成形后封板的最大减薄率为评估对象,应用有限元分析法,开展了关于入模圆角、压边力以及凸凹模间隙的正交试验,研究了各因素对最大减薄率的影响程度,并基于信噪比,通过田口试验法对冲压工艺参数进行了优化。另外,基于Archard磨损模型,对优化工艺下的冲压模具磨损情况进行了研究,建立了冲压次数与冲压模具磨损之间的函数拟合公式,比较了单次磨损预测寿命与平均值磨损预测寿命之间的误差大小,合理地预测了冲压模具寿命。经实际冲压生产表明,此研究具有一定的指导作用,有效地降低了时间成本。

关键词：冲压最大减薄率田口试验法模具磨损冲压次数

大型复杂型面动车车头零件快速超塑成形工艺研究

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锻压技术 2023年第8期48卷 83-89页

作者：杨代立张开佳杜志豪陈冉冉周彤旭王春旭王国峰南京雷尔伟新技术股份有限公司江苏南京210061 南阳师范学院机电工程学院河南南阳473061 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学金属精密热加工国防重点实验室黑龙江哈尔滨150001

以动车车头左前侧壁板为研究对象,对铝合金左前侧壁板的快速超塑成形工艺进行了研究。基于左前侧壁板零件的三维形状,设计了快速超塑成形凸模和凹模,采用凸模成形,以壁板内型面作为凸模主要型面。利用MSC.MARC软件对左前侧壁板的热冲压... 详细信息

以动车车头左前侧壁板为研究对象,对铝合金左前侧壁板的快速超塑成形工艺进行了研究。基于左前侧壁板零件的三维形状,设计了快速超塑成形凸模和凹模,采用凸模成形,以壁板内型面作为凸模主要型面。利用MSC.MARC软件对左前侧壁板的热冲压、反胀超塑成形和正胀超塑成形阶段进行有限元分析,选择合适的反胀时间以控制反胀厚度,正胀实现零件的最终成形,最薄部位位于零件加工余量处,最大减薄率为21%,局部有聚料现象。之后进行了左前侧壁板快速超塑成形实验,在上端和前端中部有褶皱现象,与有限元分析结果基本吻合,对成形过程进行工艺改进后,成功地制造了表面质量良好的左前侧壁板。最后,对成形后材料的力学性能、零件的厚度分布和形状精度进行了测量。

关键词： 5083铝合金左前侧壁板快速超塑成形动车车头最大减薄率

基于FEM的汽车用护罩零件的变压边力冲压技术

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锻压技术 2022年第8期47卷 41-46页

作者：王亚濮阳职业技术学院机电与汽车工程学院河南濮阳457000 河南大学濮阳工学院河南濮阳457000

以某车用护罩零件为研究对象,通过Deform有限元软件对定压边力与变压边力两种加载方式对冲压成形的影响进行了研究。综合考虑护罩质量和模具寿命两项指标,结合灰色关联理论建立了优化目标函数,同时采用正交试验法,以上模在5个不同位置(... 详细信息

以某车用护罩零件为研究对象,通过Deform有限元软件对定压边力与变压边力两种加载方式对冲压成形的影响进行了研究。综合考虑护罩质量和模具寿命两项指标,结合灰色关联理论建立了优化目标函数,同时采用正交试验法,以上模在5个不同位置(下压0、10、20、30和40 mm)的压边力大小作为试验变量,进行了不同水平的试验研究,并通过极差分析法获得了变压边力的最优加载方式。模拟结果表明:与定压边力加载方式相比,变压边力加载方式更利于板料的流动,出现缺陷的概率更小,冲压件的成形质量更好,且相同条件下模具寿命更长,具体表现为冲压件的最大减薄率降低为22.85%、最大增厚率降低为7.85%、成形载荷降低为488 kN。经冲压试验证明,护罩零件质量稳定,可进行批量生产,最大减薄率和最大增厚率分别为23.00%和8.05%。

关键词：压边力正交试验灰色关联理论最大减薄率最大增厚率成形载荷