汽车关键零部件冲压/热成形工艺与数值模拟
专题论文汇编
某高强钢汽车控制臂冲压成形工艺研究
乐起;王玮珉;胡志力;庞秋;以高强钢汽车控制臂为研究对象，根据制件的材料强度高、几何结构复杂和成形困难的特点，制定多道次冲压工艺方案，采用Autoform软件分析冲压成形过程，研究冲压成形工艺参数对零件最大减薄率和回弹的影响，结果表明：压边力越大，板料的最大减薄率越高；一定范围内，增大压边力可以减小回弹；摩擦因数越大，板料的最大减薄率越高；一定范围内，增大摩擦因数可以减小回弹。针对加工过程中回弹较大、拉延不对称的问题，对冲压工艺方案进行改进优化，最终有效减小了零件的回弹，控制了冲压件尺寸精度，采用CAE模拟优化了冲压成形工艺方案，并通过试验验证了优化后的工艺方案，试验结果与CAE仿真结果一致，成形质量达到产品要求。
铝合金双锐棱翼子板成形工艺优化
蒋磊;龚熙;陈一哲;谢晖;廖敏;陈俊伟;为了实现双锐棱造型在铝合金汽车覆盖件上的应用，以采用6系铝合金材料的某汽车翼子板为研究对象，对其主、副棱线均进行锐利化设计。针对棱线拉延易开裂、滑移线难以控制等问题，基于AutoForm软件建立了铝合金双锐棱翼子板拉延成形仿真模型。以主棱线最大减薄率和最大滑移量作为评价指标，选取压边力F、进料侧拉延筋阻力系数f_1、摩擦因数μ、出料侧拉延筋阻力系数f_2作为正交试验因素，利用极差分析和综合评分法获得铝合金双锐棱翼子板最优工艺参数组合为：f_1=0.2,F=1200 kN,f_2=0.3,μ=0.13。将优化后的工艺参数用于仿真求解，得出主棱线减薄率为15.3%,滑移量为2.162 mm,满足工程阶段仿真判断标准。最后在此基础上进行试模验证，获得了成形质量良好、主棱线无开裂及明显滑移线的合格样件。结果表明，基于有限元分析与数理统计的多指标综合优化求解可以实现双锐棱造型在铝合金汽车覆盖件上的成功应用。
基于Dynaform的前防撞梁回弹分析及模具补偿研究
闫华军;邢博;张双杰;马世博;王伟;闫志刚;刘召升;针对高强钢制件冲压成形后的回弹问题，采用Dynaform有限元分析软件对某汽车前防撞梁成形过程进行了数值模拟，研究了其回弹规律并对回弹进行了控制。采用正交试验法研究了压边力、冲压速度、摩擦因数和模具间隙对回弹的影响，获得最优工艺参数优化组合为：压边力为1300 kN、摩擦因数为0.17、模具间隙为1.05t、冲压速度为1000 mm·s~(-1)。对防撞梁模具进行了回弹补偿，经过4次迭代补偿，将前防撞梁的最大回弹量降至0.46 mm。以补偿后的模具型面进行实际冲压试验，得到了成形结果良好的前防撞梁制件，实际最大回弹量为0.5 mm,满足制件的回弹要求，实际回弹值与模拟回弹数据误差为8.7%,证明了本次有限元模拟分析的可行性和准确性。
6082-T6挤压铝合金防撞梁压弯成形及回弹补偿
申丹凤;聂昕;陈建;以6082-T6挤压铝合金防撞梁为例，采用创新低成本挤压铝合金压弯工艺，将薄板冲压的压弯成形及回弹分析方法应用于挤压铝合金的实体压弯工艺。对材料模型、单元类型、网格划分和参数设置等进行了研究，并通过样件试制验证了回弹分析的精度。针对纵向回弹，上、下模型面一致性差以及回弹补偿迭代效率低的问题，提出了弦截法回弹补偿迭代优化流程。将该流程应用于挤压铝合金防撞梁的压弯成形及回弹分析，并获得最终补偿量。最后对压弯模具上、下模型面进行独立补偿。结果表明，该流程能较快较准确地预估挤压铝合金防撞梁上、下模型面的回弹补偿量，指导生产获得合格零件。
汽车底板前横梁内板热成形工艺
谢汶卓;杨建雷;寇兆阳;富壮;高洪雷;姜岩;敦勃文;李建成;康明霞;针对汽车底板前横梁内板的热成形过程中存在的工艺难点进行了研究，在常规热冲压工艺基础上进行改进，通过有限元仿真软件Autoform建立了有限元模型，对汽车底板前横梁内板热成形过程进行了模拟。分析不同的模具结构及成形方式后发现，在采取增加零件圆角半径并且采用分步热冲压成形的方法时，零件最大减薄率下降到0.146,最大增厚率下降到0.110,成功解决了汽车底板前横梁内板在成形过程中存在的局部起皱开裂问题。并对试制零件进行了力学性能与微观组织检测，发现经过分步热冲压后，微观组织完全马氏体化，抗拉强度为1350 MPa,通过实际制造的汽车底板前横梁内板零件验证了该方案的可行性。
某汽车内板冲压成形工艺优化及回弹补偿
王大鹏;李晓峰;为了解决某汽车纵梁冲压成形过程中存在的破裂、起皱和回弹等缺陷，提出了基于正交试验设计、数值模拟、克里金模型和遗传算法相结合的优化策略。在该策略中，正交试验设计用于构建试验安排，数值模拟用于得到试验参数组合下的冲压成形结果，克里金模型用于预测冲压成形指标，遗传算法用于优化代理模型。对正交试验结果进行方差分析，结果表明，该汽车纵梁冲压成形过程中压边力和模具间隙对冲压零件的最大减薄率和最大回弹有显著性影响。此外，通过遗传算法优化得到了最优工艺参数组合，即压边力为1600 kN、模具间隙为1.652 mm时，得到的冲压零件最大回弹量为4.42 mm,最大减薄率约为14%。经过回弹补偿后进行了冲压试制，得到的冲压零件表面质量良好，无起皱和破裂等缺陷，且零件的偏差较小，能够满足工艺生产的需求。
铝合金车门外板冷冲压成形工艺及数值模拟
张健;闫巍;王刚;李悦;王文瑞;针对铝合金覆盖件冷冲压成形过程中存在成形性差及尺寸精度控制难度大等共性问题，以铝合金车门外板冲压件为研究对象，开发了拉延及翻边模具。通过开展铝合金板材力学性能试验，获取了实际材料性能参数，并利用CAE分析技术与光学检测技术开展研究。结果表明，在工艺条件相同的情况下，铝合金车门外板零件较钢质车门易于开裂，且回弹量更大。在材料参数准确的前提下，CAE分析技术可准确地预测实际零件的开裂缺陷、模具型面符型以及回弹状态，因此可用于工艺优化与回弹补偿。光学检测技术可准确获取实际零件的应变状态与尺寸偏差，有助于验证CAE分析结果。
前防撞梁拉延成形过程分析及工艺参数优化
闫华军;邢博;张双杰;马世博;王伟;闫志刚;采用Dynaform软件对某汽车前防撞梁成形过程进行了模拟，分析了不同形式的工艺补充面对零件成形的影响，以减薄率为评价标准，最终选取凸模圆角半径25 mm、凹模圆角半径15 mm的两端补充形式和符合零件形状的非平面压料面。采用正交试验法研究了压边力、冲压速度、摩擦因数和模具间隙4个工艺参数对成形结果的影响，获得了工艺参数优化组合为：压边力1100 kN、摩擦因数0.17、冲压速度3000 mm·s~(-1)、凸凹模间隙1.2 t,优化后制件最大减薄率为21.8%,符合制件要求标准。采用优化后的参数进行了实际拉延试验，结果显示，最大减薄率为21.6%,制件成形规律与模拟结果一致。