基于有限元模拟的预减振盖板冲裁工艺参数优化的研究

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板料冲裁是金属板料进行塑性加工经常采取的一种方式,而且板料的变形区域主要集中于非常狭窄的冲裁间隙之内,冲裁变形过程由于涉及到几何非线性、材料非线性以及接触非线性三大非线性问题而变得相对比较复杂,因而对板料冲裁断面质量的光亮带长度进行研究也变得比较复杂。伴随着数值仿真技术的快速发展,借助有限元仿真软件对金属板料的冲裁过程进行数值仿真,其可以优化板料的冲裁工艺参数,提高零件的冲裁断面质量,从而为企业的实际生产提供重要的参考指导。  本文将离合器从总成中的预减振盖板作为研究对象,利用DEFORM-2D软件对预减振盖板的冲裁过程进行有限元模拟,基于正交试验法与响应曲面法分别对预减振盖板进行冲裁工艺参数的优化。此外,设计冲压级进模对优化的冲裁参数进行试验验证,论文主要研究工作如下:  (1)基于板料冲裁模拟的关键仿真技术的分析,建立了离合器预减振盖板冲裁模拟的有限元仿真模型,利用 DEFORM-2D软件模拟了预减振盖板(材料为QSTE460TM,材料的厚度为1.5mm)的冲裁过程,分析了板料冲裁过程中的应力与应变分布状态。基于正交试验的设计对预减振盖板冲裁工艺参数进行了优化,得出了优化的冲裁工艺参数组合。通过极差分析得知冲裁工艺参数对冲裁零件光亮带长度影响的顺序分别为:冲裁间隙>冲裁速度>凹模刃口圆角半径。通过方差分析则得知冲裁间隙对光亮带长度的影响比较显著。  (2)基于响应曲面法设计了预减振盖板冲裁的仿真试验,建立了板料冲裁工艺参数与零件光亮带长度之间函数关系的数学模型。借助仿真试验分析了冲裁工艺参数对零件光亮带长度的交互式影响变化趋势,得出冲裁间隙与凹模刃口圆角半径对光亮带长度的交互式影响最大的结论。此外,通过响应曲面法给出了预减振盖板的优化冲压工艺方案。  (3)基于预减振盖板零件的冲压工艺分析,设计一副预减振盖板的级进模,并借助冲压级进模对正交试验和响应曲面法的优化工艺参数进行试验验证,研究得知:正交试验与响应曲面法优化方案的试验值与模拟值之间的相对误差分别为14.6%与13.5%,其得出的结论对于企业冲压模具的设计与维护具有重要的指导意义。
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