基于Autoform R7的多工位自动化冲压工艺与模具设计

冲压加工,是在压力机上使用各种冲压模具,对放置其中的板料施力产生形变从而达到要求的尺寸和性能的一种技术.多工位冲压模具相对于普通冲压模具来说,有着产品质量优、占地面积小、工作效率高等优势.若想实现冲压自动化,采用多工位冲压工艺则是主要途径,是诸如汽车制造业等经常采用的冷冲压工艺,但多工位冲压模具设计与单工位模具有许多不同.

钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形技术进展

为了解决钛合金薄壁构件热成形效率低、成本高、组织性能控制难度大等问题,近年来钛合金冷模热冲压成形技术受到关注。在该新技术中利用室温模具对加热后的钛合金板材进行快速冲压成形和模内快速冷却,由于取消了模具加热,可以变革性地提高钛合金薄壁构件成形效率、降低成本。然而,与传统等温成形不同,在冷模热冲压成形过程中,钛合金板材温度不断下降,这对钛合金成形极限、回弹及组织性能等的控制提出了全新的挑战。分析了钛合金薄壁构件冷模热冲压成形技术特点及存在的问题,归纳了快速加热对钛合金组织性能的影响规律,综述了钛合金薄壁构件快速加热冷模热冲压成形工艺进展,最后对该技术未来的发展方向进行了展望。

马赫数10条件下冲压发动机内氢气燃烧特性试验

针对高马赫数超燃冲压发动机面临的高效燃烧组织挑战,本文提出了一种凹腔后缘激波强化的高马赫数超声速燃烧组织技术,并设计了一套燃烧室采用双侧对称布置凹腔结构的三维发动机试验模型。采用OH*基化学发光光谱诊断与壁面测压相结合的试验手段,在自由活塞驱动激波风洞的名义Ma=10流场中,对凹腔上游横向氢气射流的燃烧特性进行了研究,并讨论了模拟流场的重复性,给出了氢气燃烧演化特征、火焰稳定结构及释热特性。不同车次的总压等流场参数表明试验流场具有较高的重复性,可保障氢气燃烧特性的可复现性。通过观察试验过程中OH*基动态发光特征发现,在高焓激波风洞发动机试验中采用燃料提前喷注的方法使发动机流道在空气主流到来之前充盈大量的氢气,进而在主流到达发动机内的瞬间形成所谓“激波管流动-燃烧”效应,使来流空气与氢气接触面发生自点火与剧烈燃烧,产生显著不同于发动机正常工作情况下的点火与燃烧机制,但随着主流趋于平稳,“激波管流动-燃烧”效应消失,在高总温气流的自点火效应与凹腔后缘的X型激波耦合作用下,火焰稳定在凹腔上游近壁面区的氢气射流尾迹区和凹腔后缘附近的全流场中。通过分析壁面压力分布特征发现,凹腔后缘的X型激波实现了燃烧的强化与火焰的稳定,并获得了最显著的释热压升。这些结果表明高马赫数冲压发动机可利用凹腔后缘X型激波强化燃烧和稳定火焰。

汽车车身的冲压成形技术

车身冲压成形技术是汽车制造技术的重要组成部分,每一次车身的更新换代都需要开发相应的专用模具和增加必要的生产线。因此在车身冲压生产中,如何提高冲压生产效率、降低生产成本,正确选取和采用新设备、新材料、新工艺等是冲压技术中的主要课题。

液体冲压发动机燃烧室C/C-SiC复合材料的烧蚀行为及力学性能

采用固体粒子和不含固体粒子在不同含氧量下的液体冲压发动机对C/C-SiC复合材料燃烧室内层进行测试,研究两种实验条件下烧蚀严重区域和一般区域的烧蚀量、烧蚀行为及材料烧蚀后的力学性能。结果表明:在含固体粒子条件下,烧蚀严重区域烧蚀量较大,而一般区域也有一定的烧蚀量,均比不含固体粒子条件下相应区域烧蚀量大;C/C-SiC复合材料表面涂层先发生氧化反应,生成的SiO_(2)玻璃态膜覆盖在涂层表面,阻挡了氧气的进入,有效地保护了基体材料。随着温度不断上升,材料发生主动氧化,气流的剥蚀和冲刷会加速该过程,使得SiO_(2)难以附着在产品内表面上,SiC基体和碳纤维失去保护而被损耗。纤维变细,强度逐渐降低,纤维的增韧效果大幅减小,两种实验条件下C/C-SiC复合材料的弯曲强度和剪切强度均发生了下降,在颗粒冲刷下,材料的力学性能损失更加严重。

汽车变速器支架冲压成形工艺参数优化

该文以汽车变速器支架为研究对象,利用Dynaform软件研究其冲压成形过程出现的常见缺陷和问题。首先采用单因素分析确定正交试验的参数范围,然后通过正交试验和极差分析,获得各参数对最大减薄率的影响主次顺序,即冲压速度大于摩擦系数大于模具间隙;对于最大增厚率,冲压速度大于模具间隙大于摩擦系数,相对最优工艺参数组合为摩擦系数0.100、模具间隙1.44 mm、冲压速度1000 mm/s。最大减薄率的数值为15.345%、最大增厚率的仿真数值为16.017%,优化后的零件成形质量良好,可降低破裂的风险。

基于冲压CAE仿真技术的顶盖降本工艺研究

以某车型顶盖冲压工艺开发为例,按照传统冲压工艺设计无法满足小冲压线生产,通过对传统冲压工艺创新设计,并利用AutoForm数值模拟软件对新工艺进行分析论证,优化CAE分析的参数,使冲压CAE分析结果满足指标要求,最终使需要在大冲压线生产的零件实现在小冲压线生产,达到降本增效及绿色冲压生产的目的。

一种锁芯片零件加工连续级进冲压模具的设计分析

为了实现锁芯片零件的全自动化加工,针对一种锁芯片零件,设计了一种连续级进冲压加工模具,解决了该零件打凹、冲孔及落件多道工序的加工问题,并且大大提高了该零件生产的自动化程度、生产效率及加工精度。

汽车发动机支座支架冲压成形工艺参数的优化

汽车发动机支座支架属于汽车覆盖件的一种,它关系着发动机能否正常平稳工作。在冲压成形的过程中十分容易产生起皱、破裂、回弹和变薄等缺陷。基于这些问题,本文首先确定冲压工艺方案,采用Dynaform有限元方法,建立其有限元模型,研究其冲压成形时应力应变状态,厚度变化与成形质量的关系,通过成形极限指标进行预成形质量评估。通过正交实验找到冲压成形的工艺参数的最优值,以最大减薄率和最大增厚率作为优化指标,然通过成形极限指标对优化后的成形质量进行了评估,最后将优化前后冲压成形的成形质量进行了对比分析,进行调整各种参数得到优化的方案,为实际应用时冲出合格产品做参考。

订单型机器人冲压单元排样选配与生产调度集成优化

【目的】解决订单式冲压生产中,生产准备周期长、效率低且资源利用率低等问题。【方法】提出一种将排样选配与生产调度进行集成优化的思路来解决上述问题。建立了以最小化中间库存、换模次数、总拖期时间为优化目标的集成优化模型,设计了一种将排样选配与生产调度统一考虑的多层结构编码方法和一种考虑机器人调度策略的解码方法,提出了混合鲸鱼优化算法(HWOA)并应用该算法对此集成优化问题进行求解,然后设计多组测试算例,将HWOA与其他算法进行了对比。【结果】1)HWOA获得的Pareto解是最优解,质量比NSGA-II、HNSGA-II、MOGA、PSO+SA获得的Pareto解都要好;2)HWOA单独运行各算例10次后,从最终的Pareto解集中筛选出来的最满意解结果均较好,符合计算目标。【结论】实验结果验证了该算法的可行性和有效性,相对于其他算法,HWOA在解决IOLS-ORSC问题上具有一定的优越性;文章提出的解码方法考虑了机器人的调度策略,实现了RSC中物料运输任务与生产任务的协调分配;未来可以将几何排版与冲压工艺考虑进来,进一步提高研究的实际应用价值。

铝合金板冲压摩擦试验机开发与试验

针对铝合金板冲压成形对摩擦测试的需求,确定考虑加热条件下铝合金板材冲压摩擦伺服压力摩擦测试平台的总体设计方案,开发适用于铝合金板材成形的小载荷高精度多功能摩擦试验机系统。该系统由运动组件、加热系统及控制系统组成。运动组件实现上模具和夹头的运动支撑;加热系统实现模具与试件单独加热;在伺服控制模式下,结合外部力传感器和光栅尺,实现试件压力和模具间隙高精度高稳定性控制。实际应用检验该试验机对不同因素的区分度和重复性,并设计正交试验,探索不同因素对铝合金板材摩擦的影响。结果表明:试验机性能稳定,重复性好;影响摩擦系数因素的重要次序为:模具温度、压力、速度、润滑剂;温度越低,压力越大,速度越快,摩擦系数越小;同一种类型的润滑剂对摩擦系数的影响较小。随着压力的增大,摩擦系数减少的趋势越来越小,逐渐趋于平稳。

基于“PBL+云平台”的《冲压工艺与模具设计》课程改革探索与实践

模具制造技术专业的核心课程《冲压工艺与模具设计》正受到授课内容布置、教学实施、成绩评估等方面的限制,随着互联网技术与教育的融合,以平台规划、学情分析及教学评价为突破口,基于云平台建设了《冲压工艺与模具设计》在线课程,并以PBL模式实施教学,实现了资源与知识点匹配衔接,形成了既能合理运用资源实施多种方法授课,又会创作资源的创新型课程教学团队,助推人才培养质量。

钛合金球形封头热冲压成形有限元分析

针对钛合金球形封头热冲压过程中的局部减薄缺陷,利用有限元模拟平台DEFORM-3D对钛合金球形封头热冲压过程进行了有限元数值模拟,分析了不同出炉温度下等效应力应变随时间的演变过程、机理及产生减薄的因素等。结果表明:成形后封头的等效应力随温度的升高而降低,边缘处等效应力高出其余位置很多,边缘处与中心处之间位置的等效应力最低。等效应变按从中心到边缘的顺序依次经历由加速增大到恒定不变的转变过程,越靠近边缘的位置,转变时间越晚、恒定值越高,从中心到边缘处等效应变逐次增大。中心位置的减薄量最大,中心到边缘之间的位置减薄量次之,边缘处增厚;温度对中心部位的减薄量影响较大,1000℃时减薄量最小,对其余位置的减薄量影响不大。摩擦系数对厚度影响可以忽略。研究结果对提高钛合金球形封头热冲压成形质量有重要的指导意义。

固体火箭冲压发动机气固两相掺混燃烧过程评价方法

为了合理地评价固体火箭冲压发动机补燃室内一次燃气/空气掺混燃烧过程,提出一种基于颗粒质量浓度的固体火箭冲压发动机掺混燃烧过程评价方法。建立发动机数值模拟方法并通过了地面试验验证;针对不同工况条件下补燃室掺混燃烧过程,通过数值模拟,分析对比了不同定义方式掺混度与燃烧效率的变化趋势。结果表明,提出的颗粒掺混度与颗粒燃烧效率二者间显示出最大程度的相关性,不同工况下的平均最大信息系数达到了0.9163。一次燃气/空气掺混与燃烧过程体现以下相关性规律:颗粒燃烧效率随颗粒掺混度的增大而增加,当颗粒掺混度超过一定阈值后,颗粒燃烧效率保持相对稳定。最后通过试验验证了该规律。

基于改进FCM的冲压件缺陷图像分割算法

在工业质检过程中,冲压件缺陷图像分割作为缺陷检测的重要环节,直接影响缺陷检测效果。而传统的模糊C均值(FCM)聚类算法未考虑到空间邻域信息,对于噪声干扰较为敏感,导致分割精度较差,且其整体易受初始值的影响,造成收敛速度变慢。针对上述问题,提出一种改进的FCM算法。采用内核诱导距离中的简单两项代替传统的欧氏距离,将原有的空间像素映射到高维特征空间,提高线性可分概率和计算速度;利用图像像素之间的空间相关性,通过引入改进的马尔可夫随机场对FCM目标函数进行修正,提高算法的抗噪能力以及分割精度;采用秃鹰搜索(BES)算法确定FCM的初始聚类中心,提高算法的收敛速度,同时避免算法陷入局部极值的情况。为验证改进FCM算法的性能,选取划分熵、划分系数、Xie_Beni系数以及迭代次数作为评价指标,并与近年来先进的图像分割算法进行对比。实验结果表明,改进FCM算法具有更好的抗噪能力,能得到更好的缺陷分割效果,对工业生产中的冲压件缺陷检测有一定的应用价值。

基于亚像素精度的汽车冲压件尺寸测量系统设计

针对汽车冲压件尺寸人工测量方式存在的检测效率低和测量精度难以保证等问题,提出了一种基于亚像素精度的尺寸测量方法。先对汽车冲压件进行图像采集和预处理,接着利用Canny算子和改进Zernike矩进行冲压件图像亚像素边缘提取,再通过Hough变换对提取的圆轮廓进行拟合,最终获得了冲压件外圆直径和3个内孔直径的精确尺寸,4个圆轮廓的测量精度均高于0.025 mm,且多次测量结果的标准差小于0.009 6 mm。基于亚像素精度的尺寸测量系统,完成了测量平台的搭建和软件系统的开发,实现了汽车冲压件尺寸的非接触式亚像素级精度测量,能够满足工业应用的快速连续性测量要求。

锌铝镁冲压后表面黑点缺陷原因分析

针对唐钢镀锌铝镁板在冲压过程中出现的表面黑点现象,使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪等检测仪器进行检测,分析其冲压后表面出现黑点的原因,结果表明,在锌铝镁镀层钢板冲压过程中,镀层开裂,润滑油夹杂着异物颗粒在宽裂纹处聚集,表现为黑点缺陷。

多因素对铝合金车身件冲压成形质量影响的研究与优化

分析铝合金车身件冲压成形过程中的主要因素,包括冲头速度、冲头形状、润滑剂、板料性质等,设计一系列实验来探究这些因素对冲压成形质量的影响。实验结果表明,增加冲头速度会导致成形件表面出现裂纹和皱纹;冲头形状不合适会导致成形件形状不准确;使用润滑剂可降低摩擦力,减少表面缺陷;板料性质变化会影响成形件的强度和韧性。基于实验结果,采用响应面法优化冲压成形质量,通过建立数学模型,预测不同因素对成形质量的影响,并找到最佳参数组合。通过实验验证,发现优化后的参数组合可显著提高冲压成形质量,并得到最佳的冲头速度、冲头形状、润滑剂、板料性质等参数,为提高铝合金车身件的生产效率和质量提供了理论依据和实践指导。

汽车车身冲压件材料利用率提升方案研究

在现代汽车工业中,车身冲压件的材料利用率对整车性能、生产成本和环境有重要影响。随着环保法规的日趋严格及市场对高性能、低排放汽车的需求不断增长,汽车制造商面临在确保车辆安全和性能的前提下,提升生产效率和资源利用率的挑战。该文分析汽车车身冲压件材料利用率的主要影响因素,提出利用率具体提升方案,为汽车制造企业提供可行的技术改进建议,推动汽车工业朝高效、绿色和可持续方向发展。

基于Abaqus数值模拟厚板冲压件回弹影响因素研究

以厚板V形件为研究对象,采用Abaqus对其成形过程进行了数值模拟及参数分析,并利用正交试验对各参数对厚板回弹的影响程度进行了分析。结果表明:改变V形件R角、凹模开口宽度W、成形角度及模具与板材之间的摩擦系数,V形成形件的回弹会发生明显的变化,通过适当的参数组合,可显著减小V形件成形后的回弹数值,提升成形精度。