关于正交试验的板料冲压成形工艺参数影响程度分析

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1、基于正交试验的板料冲压成形工艺参数影响程度分析胡梦然，郑燕萍，王列亮，常梦浩（南京林业大学汽车与交通工程学院，江苏南京，中国，210037）摘要：本文是以Dynaform有限元软件为平台，以4号梁为研究对象，建立4号梁冲压成形的三维有限元模型和冲压数值模拟的正交试验方案。依据仿真试验结果，以板料最大减薄率为评价指标，研究各工艺参数对成形质量的影响程度，并优化各工艺参数的匹配。结果表明，此方法简单方便，为快速、有效的冲压成形工艺影响参数调节提供指导，具有工程应用价值。关键词：冲压成形；仿真模拟；有限元；DYNAFORMTheanalysisofprocessparametersinfluenc

2、edegreeonthesheetmetalbasedontheorthogonalexperimentMengranHu,YanpingZheng,LieliangWang，MenghaoChang(CollegeofVehicleandTrafficEngineering,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China)Abstract：ThethesisisbasedontheplatformofDynaform,ittakesthe4thbeamstampingsastheresearchobjectandbasesontheorthogo

3、naltest,establishesthetestingprogramofthree-dimensionalfiniteelementmodelofthe4thbeamstampingsandnumericalsimulationofstamping.Accordingtotheresultofsimulatedtest,thewritertakesthesheetmetalreductionratioastheevaluationindex,designsoptimallythesheetmetalstampingformingparametersandoffersreferenceso

4、fimprovingtheformingprecision.Theresultshowsthatthismethodissimpleandconvenient.Themethodofferstheguidancetoadjustthestampingformingparametersandithasthevalueofengineeringapplication.KeyWords:Stampingforming；Analoguesimulation；Finiteelement；DYNAFORM引言:由于板料冲压成形具有生产效率高、加工成本低、产品精度尺寸稳定、便于实现机械化和自动化等特点而广

5、泛应用在航空、汽车等相关领域。但影响板料冲压成形质量的工艺参数有很多，如压边力、冲压速度、摩擦系数等，故选用不同的工艺参数对板料的成形质量造成的影响程度不同[1]，因此在冲压过程中为避免产生拉裂、褶皱与回弹等缺陷就需要预估可成形性及对冲压成形过程中的工艺参数匹配进行分析与控制，使成形质量达到生产要求[2]。本文研究的内容为基于Dynaform软件建立板料冲压模型并基于正交试验建立数值模拟试验方案，从而了解影响板料冲压成形质量的工艺参数及其影响程度，得到最佳工艺参数组合，进一步优化和完善板料冲压成形技术[3]。1相关工艺参数1.1压边力压边力是指作用在压边圈上的压力，在板料成形的过程中压边力通

6、过压边圈产生的摩擦力来增加板料中的拉应力，控制材料流动，保证成形顺利进行。它是影响板料成形质量的关键因素之一。压边力必须适当，如果过大，就会增加拉应力，因而会使工件拉裂，而压边力过低，就会使工件的边壁或凸缘褶皱。压边力的初始选择通常根据经验公式计算获得，在试模过程中会根据板料成形的质量进行调节：F=Aq……………………………………(1)公式中，F－压边力（N）A-在压边圈下毛坯的投影面积(mm2)q－单位压边力（Mpa）对于厚度大于0.5mm的冷轧钢，q通常取2～2.5Mp，通过计算本文的压边力为30000N。1.2冲压速度在板料冲压成形过程中，冲压速度的大小直接影响板料应变速率继而影响着板

7、料的成形质量，在板料冲压过程中，板料的塑性变形抗力随应变速率的变化而变化，在有的冲压成形过程中，冲压速度甚至起着决定性作用，它们的关系为：…………………………………（2）其中，为板料的塑性变形抗力；为当=1时的变形抗力；为应变速率；m为应变速率系数。m表示当冲压速度变化时板料的均匀变化能力，m越大表示均匀变形能力越好。所以，在冲压过程中，增加冲压速度将引起板料塑性的降低。在数值模拟过程中，我们通常选择的冲压速