基于变密度法的级进模模具结构拓扑优化设计

针对多工位级进模模具,提出了一种基于变密度法的级进模模具结构拓扑优化方法。先通过板材冲压成形有限元数值模拟得到变形板料对模具的作用力,利用自主开发的载荷映射工具构建级进模模具结构分析的力边界条件;再通过模具结构分析,明确模具结构优化的空间;最后结合拓扑优化算法对模具结构进行了优化设计。以某汽车连接器件级进模模具为例对该方法加以验证,与按传统方法设计的模具相比,优化重构后的模具在重量保持不变的情况下最大变形量减小了36.5%。对优化重构后的级进模在冲压成形过程中的应变值进行了测量,应变实测值与结构分析结果比较吻合,表明文中所提出的级进模模具结构拓扑优化方法是切实可靠的。

某汽车底梁加固件冲压成形全工序数值模拟分析

为了减小模具开发周期和提高产品成形质量,CAE软件在板材冲压成形数值模拟分析方面得到了广泛的应用。以某汽车底梁加固件为研究对象,采用Dynaform有限元软件、多工位多工序的建模方法对其进行了冲压成形全工序数值模拟,以FLD图为根据评判制件冲压成形质量,并对底梁加固件进行了级进冲压试验,结果表明数值模拟结果与实际试模效果比较符合,所获得工件厚度值的最大相对误差仅为2.94%,说明所建立的全工序级进冲压有限元模型是合理可靠的,能够有效地指导实际生产。

某汽车底梁加固件多工位级进模设计

为了提高汽车安全性及减轻车身重量,高强钢板结构件在汽车制造上的应用越来越广泛。某汽车底梁加固件的材料为高强钢GMW3032M-ST-S-CR340LA,其结构复杂、精度要求较高。针对该零件的结构特征进行了冲压成形工艺分析,确定了采用中间载体、双排排样的12工位级进模冲压工艺方案,并对级进模的总体结构和关键结构进行了设计。部分冲裁凸模采用单峰斜刃结构,能有效降低冲裁力;采用压弯拉深复合成形模具结构,可以减小级进模的工位数;设计了吊装式斜楔机构,能够简化加工工序、方便工件的取放。试冲结果表明,使用该套模具生产的制件满足尺寸精度要求,生产效率高。