某车型扭力梁零件的充液成形工艺研究
复杂钣金零件充液拉深工艺分析与试验研究
复杂钣金零件充液拉深工艺分析与试验研究徐龙;束飞;龚甘霖;韩金全;孟宝;万敏【摘要】目的研究复杂饭金零件充液拉深的成形性能,以代替传统的落压成形工艺.方法采用有限元方法对成形过程进行模拟,分析各工艺参数对零件成形质量的影响,以及起皱、破裂等缺陷出现的原因和避免方法,并获得合理的工艺参数范围.以仿真结果为依据,设置工艺试验的初始参数,对该复杂钣金零件进行充液成形试验,以验证工艺可行性.结果有限元仿真对成形过程中的起皱和破裂缺陷预测准确,并给出了可行的工艺参数范围;通过成形试验,验证了工艺参数的合理性,获得了合格零件.结论充液拉深工艺可以明显改进零件的成形性能,反胀压力、最大液室压力等是充液拉深工艺的重要参数,直接影响着充液拉深过程的成败.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2016(008)006【总页数】5页(P49-53)【关键词】充液成形;复杂钣金零件;破裂;起皱;反胀压力;最大液室压力【作者】徐龙;束飞;龚甘霖;韩金全;孟宝;万敏【作者单位】中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司,江西南昌330024;中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司,江西南昌330024;中航工业江西洪都航空工业集团有限责任公司,江西南昌330024;北京航空航天大学,北京100191;北京航空航天大学,北京100191;北京航空航天大学,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TG394充液拉深工艺是在拉深工艺过程中，以高压液体代替刚性凹模，液体压力直接作用在板料的一侧，将材料贴靠在刚性凸模上，以成形所需零件形状[1]。
与传统刚模拉深工艺相比，充液拉深具有拉深比大、零件成形表面质量好、尺寸精度高和能够成形复杂零件等优点，现已广泛应用于汽车、航空航天等领域零部件的成形[2—9]，因此，充液拉深工艺是取代航空制造业中落后工艺的一种重要成形方法。
落压成形，是利用模具自由落体所产生的冲击力将钣金零件压制成形的工艺方法，是一种在航空工业中很传统的成形方法。
后扭力梁系统研发及某液压成型结构梁改型优化设计
设 计 研 究
ＡＵＴ０Ｍ（ＢＩＬＥ ） ＡＰＰＬＩＥＤ ＴＥＣｔＮ０ＬＯＧＹ ｆ
２ １ ￣ 第５ ０ ： 期 ２ｆ ｚ
２Ｏｌ２ Ｎ０．５
后扭 力梁 系统研 发及 某液压成 型 结构 梁改型 优 化 设 计
何 维聪 ，郑 小艳 ，李金 华 ，高刚刚
（ 陕西 汉 德车 桥 公司研 究 三所 ， 陕西 摘 西安 ７０ ０ ） １２ ０
以在 较 短 车身 里获 得 更 大后 排 空 间 ；弹簧 减 振器 系 统 便于 匹 配布 置 ；为 了降低 研 发成 本 ，缩 短 开发 周 期 ，在产 品研 发 过程 中，通 常借 用 仿真 技术 来 实现 。 本 文利 用 ＭＳ ． ＣＡＤＡ ／ａ ＭＳｃｒ建 立 后扭梁 悬 架 多体 动 力 学模 型 ，进 行横 梁 剪 切 中心 ，悬 架 运动 特 性分 析
ｍｏ ｉ ｃ ｔｏ ｄ ｆ ａ ｉｎ， ｇ ｅ ｔｙｒ ｄ ｃ ｅｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔｃ ｓ ｄｔ ｃ ｎ ｃ ｌ ｉ ｃ ｔ ． ｉ ｒ ａ ｌ ｅ ｕ ｅｔ ｅ ｅ ｏ ｈ ｎ ｏ ｔａ ｈ ｉａ ｆ ｕｌｙ ｎ ｅ ｄｉ
Ｋ ｅ ｒ Ｔｗｉｔｂ ａ ； ｙ ｗｏ ｄ： ｓ ｅ ｍ Ｄｙｎ ｍ ｉ ；Ｄｕ ａ ｉｉｙ； ｐ ｍ ｉ ａ ｏ ｅ ｉ ａ ｃ ｒ ｂ ｌｔ Ｏ ｔ ｉ ｚ ｔ ｎ ｄ ｓｇｎ ｉ
Ｗ ｅ ｎ ｈ ｉ Ｃｏ ｇ ｅ， Ｘ ｉｏ Ｙａ ｚ ｅ ｇ， ＬｉＪｎ ｕａ Ｇａ ｎ ｇａ ｇ ａ ｎｈ ｎ ｉ ｈ ， ｏ Ｇａ ｇ ｎ
（ｈ ａ Ｓ ａ ｎＸｉ ｎ ｅ ｘｅＣ ． ｔ ，ｘａ １ ２ ０） Ｈａ ｄ Ａ ｌ Ｏ，Ｌ ｄ ｉｎ７ ０ ０
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｏ ｉｒ ｔ ｎ ｏ ｈｅ ｒｃ ｎ ｅ ｓｔｏ ｔａｔ ｅ ｃ ｎｆ ｍａｉ ｆｓ ａ ｅ ｔ ｒｐｏ ｉｉ ｎ， ｂ ａ ｓ ｃ ｉｎ ｔｐｅ ｔ ｒｉ ｎ ｓｉ ｎｅ ｓａ ｉ ｍａ ｉｓ ｏ ｅ ｍ ｅ ｔｏ ｙ ， ｏ ｓｏ ｔｆ ｓ ｎｄ ｋｎｅ ｔ ｃ ｐ ｒｏ ｍ ａ ｃ ｒ ｅ ｏ ｎ ｆｔ ｅ ｉｎ ｏ ｓｔｐｅｏ ｕｓ ｅ ｓｏ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ａ ｅｔ ｋ ｙ ｐ ｉ ｔｏ ｄ ｓｇ ｆｔ ｙ ｆｓ ｐ ｎ ｉ ｎ， ｔｒ ｕ ｈ ｔ ｅｏ ｔ ｉａｉ ｎ ｍｅ ｏ ｏ ｈｅ ｈｅ ｈｉ ｈ ｏ ｇ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｔ ｄ ｔ ｈ ｍ ｈ ａ ｈ ｅ ｅ ｈ ｅ ｐｅ ｔ ｄ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ， ｃ ｉｖ ｔ ｅ ｘ ｃｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｓ ｃ ｅ ｓｕｌｙ ｐ ｌｅ ｔ ｔ ｅ ｙ ｒ ｕ ｉ ｆｒ ｎ ｏ ｓｏ ｂ ａ ａ ｄ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌ ａ ｐ ｉｄ ｏ ｈ ｈ ｄ ａ ｌｃ ｏｍ ｉ ｇ ｔ ｒ ｉｎ ｅ ｍ
充液成型技术在金属制品制造中的应用与工艺改进
充液成型技术在金属制品制造中的应用与工艺改进引言：金属制品制造是现代工业领域的重要环节之一，其中涉及的金属成型工艺对于最终产品质量和性能起着至关重要的作用。
充液成型技术作为一种先进的金属成型方法，具有许多优势，被广泛应用于金属制品制造领域。
本文将重点探讨充液成型技术在金属制品制造中的应用以及工艺改进方面的研究和实践。
一、充液成型技术在金属制品制造中的应用1. 充液成型技术概述充液成型技术，即通过向金属模具注入熔融金属材料，以实现金属成型的方法。
相比传统的机械成型方法，充液成型技术具有以下优势：能够实现复杂形状的金属制品；提高材料的密实性和力学性能；降低工艺难度和生产成本。
2. 充液成型技术在汽车制造中的应用充液成型技术在汽车制造中的应用广泛而且深入。
它可以用于生产汽车发动机缸体、底盘组件和车身零件等。
充液成型技术在汽车制造中的应用主要体现在以下几个方面：提高车身强度和刚度、改善零部件的表面质量、减少车身重量、提高碰撞安全性能。
3. 充液成型技术在电子设备制造中的应用充液成型技术在电子设备制造中也有广泛的应用。
它可以用于制造电子设备外壳、散热器和连接器等部件。
通过充液成型技术，电子设备制造商可以实现更小、更轻、更耐用的产品设计，并提高产品的散热和绝缘性能。
二、充液成型技术的工艺改进1. 材料选择与优化在充液成型技术中，材料的选择和优化对于成品的质量和性能至关重要。
通过优化金属合金的成分和特性，可以提高充液成型件的力学性能、耐腐蚀性以及抗疲劳性能。
同时，合适的金属合金还能够提高材料的流动性，减少充液成型过程中的材料堵塞和气孔问题。
2. 成型工艺参数的优化成型工艺参数的优化可以提高充液成型件的成形质量和效率。
例如，根据不同的成型材料和产品要求，可以优化注入速度、注入压力和注入时间等参数，以实现最佳的材料流动和填充效果。
此外，还可以通过优化充液成型模具的设计和温度控制，进一步提高成品的质量和表面光洁度。
管梁液压成形凹陷问题的
c） 型管
何 成，等：管梁液压成形凹陷问题的研究
第2期
图7减薄率
形压力200MPa,内腔面积0.132mm2,所需最大合模 压力2640"。
3横梁凹陷问题验证
3.1凹陷问题说明
横梁在液压成形调试过程中出现端头部位凹陷
严重。端头凹陷位置为搭接面,造成与其它件搭接困
难,影响产品美观，凹陷位置是产品定位面,故此处
量
工序与成形工序的集
成卩叫
近年来，液压成形作为实现汽车轻量化的重要
途径之一 是在汽车制
用，与
传统的冲压-拼焊制 工艺 ，液压成形
N液压成形能在
度刚度的
量， 车
一体 ， 能
和
点量 高
性能。液压成形产品成本
低、柔性高、度高、量等
点尤其合汽
车和
的要，
用于汽
车工业和 工业。
，液压成形 的发展，也
使汽车
的 和制
形 梁，凹陷
在。合分析首先成形时在
端头位置件内部处于自状，处成形时
流动必然牵动端头，而端头处于自由状态，不受控
制，变形严重。其 成形时凹陷 形状
，
9 扭力梁横梁 陷
图10横梁预成形上模镶块
图11横梁预成形端部合格效果图
液压成形技术在横梁上的应用,基于有限元模
拟结果，横梁成形性良好，并对横梁
试
，经过模具设计与 造、液压压力的调，关键
液压成形主要是指依靠咼压液体作为传力介
质，代替刚性的凹模或凸模，使坯料在传力介质的压
力作用下贴合凸模或凹模成形的一种柔性加工工
艺。液压成形在管材、板材加工方面都能克服常规工
艺的不足，又具有制模简单、周期短、成本低而产品
一种基于管内充液成形的特殊工艺零件的成形方法[发明专利]
![一种基于管内充液成形的特殊工艺零件的成形方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c3e69287b84ae45c3a358cdc.png)
专利名称：一种基于管内充液成形的特殊工艺零件的成形方法专利类型：发明专利
发明人：刘晓晶,彭聪,赵宇桐
申请号：CN201910588693.3
申请日：20190702
公开号：CN110153267A
公开日：
20190823
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于管内充液成形的特殊工艺零件的成形方法，包括三维模型的创建，成形参数数值的确定，内低压压力的理论公式推导，对零件进行数值模拟分析等步骤。
本发明的特征在于所用管材坯料的径向尺寸是大于模具型腔的闭合尺寸，坯料不能完全放入到模具型腔内，模具在合模时会对坯料产生挤压变形，提出在模具合模时就向管内注入了低压支撑液体辅助零件成形，并推导得到了该低压压力的理论值，定义该成形方法为内低压成形方法；后续结合管材内高压成形方法，得到了成形质量好的零件。
本发明提供了一种内低压与内高压充液成形技术相结合的成形方法，丰富了现有的管材充液成形的技术，对管材内高压成形具有重要的意义。
申请人：哈尔滨理工大学
地址：150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号哈尔滨理工大学
国籍：CN
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汽车扭力梁结构及其制备方法[发明专利]
![汽车扭力梁结构及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/053f6b30ce2f0066f4332220.png)
专利名称：汽车扭力梁结构及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：程林,吴罡,孙义杰,王存峰
申请号：CN202010869828.6
申请日：20200826
公开号：CN111976411A
公开日：
20201124
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本公开提供了一种汽车扭力梁结构及其制备方法，属于车辆的零部件技术领域。
汽车转弯时，汽车扭力梁结构受到的沿汽车第一方向的作用力，会通过汽车扭力梁结构中两个纵梁传递至横梁。
在横梁管腔的中部的横截面面积小于横梁管腔的两端的横截面面积，且横梁管壁中部的横截面面积小于横梁管壁的两端的横截面面积。
横梁的中部相对横梁的两端，会沿竖直方向轻微凸出。
特殊的横梁截面以及位置设计，保证了汽车后悬架的运动特性，以此保证汽车在转弯时后车轮的稳定。
申请人：奇瑞汽车股份有限公司
地址：241006 安徽省芜湖市芜湖经济技术开发区长春路8号
国籍：CN
代理机构：北京三高永信知识产权代理有限责任公司
代理人：唐述灿
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新能源汽车结构件液态模锻成型技术与装备研究及产业化
新能源汽车结构件液态模锻成型技术与装备研究及产业化下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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汽车液压成形扭力梁同步工艺分析
汽车液压成形扭力梁同步工艺分析摘要: 本文主要针对在设计阶段开展液压成形扭力梁同步工艺分析，主要包括产品截面分析、预成形分析、液压成形分析，通过改变工艺补充，解决了扭力梁过渡区域的起皱问题。
通过优化产品圆角，解决过渡区域产品贴模不到位，并最终得到合格的分析结果。
同时也对冲压方向、预成形导向角、内压力与冲头行程关系的确定方法做了阐述及说明。
最终通过此次同步工程分析，提出合理的产品数据优化方案以及成形工艺方案。
关键词: 扭力梁；预成形；液压成形；同步工程液压成形扭力梁具备较好的抗弯刚度以及扭转屈服[1]，与传统采用单层板冲压成型相比较，成本可以保持持平，因此已经有越来越多的自主品牌汽车企业使用液压成形扭力梁，替代单层板冲压成形加稳定杆的结构形式，对某车型将冷冲压变更为液压成型扭梁方案进行分析。
用1个液压成型件替换掉3个冲压件及1个稳定杆，如图1所示，可以实现减重2.1Kg，可见液压成形扭力梁的减重效果较好。
与冷冲压方案相比，液压成形扭力梁具有较大的减重意义，但是液压成形扭力梁成形性更为复杂，是一种完全不同于冷冲压的成形方法。
国内相关同步分析资料少，缺乏标准规范。
本文通过某项目扭力梁的同步工艺开发，对液压成形扭力梁同步工艺设计进行归纳。
一、液压成形扭力梁产品结构分析1.1液压成形扭力梁截面周长分析由于液压成形扭力梁是由直管变形后得到，因此扭力梁的各个断面的形状及截面周长将直接影响其成形性，通过对各个典型截面的分析，可以初步判断其成形性，如图2所示。
选取扭力梁典型截面，如图2所示。
A-A截面周长354.9mm，C-C截面周长378.9mm，D-D截面周长357.4mm，以D-D截面周长作为设置初始管径的大小依据。
A-A与D-D截面周长基本与初始圆管周长相当，其成形性较好。
而C-C截面比初始管周长长约20mm，涨形率约为6%，材料处于拉伸状态，存在局部贴模不到位的情况。
[2]1.2工序及材料分析扭力梁截面形状变化比较复杂，按常规做法，其主要成形工序设定为制管、预成形、液压成形、端头激光切割。
汽车复杂梁形件冲压成形及回弹数值模拟
汽车复杂梁形件冲压成形及回弹数值模拟刘晓晶;刘博;陈晓晓;潘强荣;张彦燊【摘要】回弹问题是影响高强钢板进一步应用的原因之一,为了降低回弹影响,通常可以通过设置合理的工艺参数的方法减小回弹.以材料为高强钢的复杂型面汽车后边梁为例,对成形过程进行数值模拟分析,采用设置等效拉延筋及改变压边力大小的方法优化零件的成形结果,并最终确定后边梁成形时的等效拉延筋位置分布、拉延筋阻力和压边力的大小.利用计算出偏移最大的节点之间距离的方法对后边梁的回弹量进行测量.采用局部增大拉延筋阻力以及减小压边力的方法,对后边梁成形后所产生的卸载回弹及修边回弹进行控制,等效拉延筋阻力与压边力进行合理配比使回弹减小到较小的范围.最后将模拟所得到的结果与实验结果对比,即零件回弹较小,成形精度较高,进而得出该回弹控制方法可用于指导实际生产的结论.【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》【年(卷),期】2015(020)001【总页数】5页(P75-79)【关键词】板料成形;数值模拟;回弹;拉延筋【作者】刘晓晶;刘博;陈晓晓;潘强荣;张彦燊【作者单位】哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TG386高强度钢板具有较高的屈服强度和抗拉强度[1],符合汽车轻量化[2-3]的发展需求,目前已逐渐应用于汽车覆盖件的生产．但高强度钢较高的屈服强度引起的回弹是高强钢汽车覆盖件冲压成形中的主要成形缺陷[4]．对回弹大小控制的准确性与否将严重影响冲压件的成形质量和尺寸精度[5-6]．高强钢冲压成形中的回弹控制是学术研究和工业生产中共同关注的热点问题[7-10]．目前,国内外学者进行了许多基于数值模拟技术的板材回弹问题的研究,主要是针对简单形状零件的回弹规律及控制方法的研究[11-14],对三维立体复杂零件的回弹研究相对较少．本文基于有限元法[15-16],对复杂型面汽车覆盖件进行成形及回弹研究,通过对成形工艺的优化,对复杂型面零件进行回弹的控制,从而得到成形质量及精度较高的汽车后边梁零件[17-20]．材料为先进高强度钢板DP590[21],板坯几何尺寸为1 500×430 mm,厚度为1.8 mm,材料参数如表1所示．板坯采用Belytschko—Tsay薄壳单元．毛坯与工具之间的接触类型为单面接触,材料模型采用弹塑性材料模型,符合Barlat屈服准则[22]．将后边梁曲面模型导入Dynaform软件,对后边梁曲面进行网格划分,网格采用自适应划分技术,最大自适应网格等级为3．板坯采用16号全积分壳单元公式,厚向积分点个数取7．板料成形模拟时,摩擦系数为0.125、压边圈闭合的最大虚拟速度设置3 000 mm/s、最大虚拟冲压速度设置为2 000 mm/s、模具间隙为1.1t 即1.98 mm．后边梁有限元模型如图1所示．次将压边力设置为1 800 kN、1 900 kN、2 000 kN、2 100 kN进行运算,其他参数不变,后边梁模型在拉延后都基本成形,没有发生拉裂,但是总体成形效果较差,由于材料失稳,所以导致出现了大片的起皱区域,同时存在许多没有得到充分拉深成形的区域．成形质量达不到工艺要求．后边梁成形模拟时,采用多组拉延筋成形方案进行模拟得到的成形效果如表2所示．成形模拟应用的拉延筋布置方案如图2所示．图3所示的成形极限对比图中直观的反映了每组工艺的成形效果和缺陷产生的位置．由于在不采用拉延筋的情况下,压边力增大至2 100 kN时R1区的起皱现象仍然很严重,第1组未充分拉延的两端按照方案A布置了拉延筋,成形后虽然R1区的起皱得到控制,但是却出现了多处拉裂,坯料整体的拉延程度也未得到改善;第2组改变了拉延筋布置,提高压边力降低拉延筋阻力进行模拟,坯料得到了充分拉延,并且消除了R1区和R2区的破裂;第3组模拟调整拉延筋布置,按照前几组成形效果重新分配拉延筋阻力,坯料拉延非常充分,只在R3区仍然存在拉裂;第4组对拉延筋布置进行微调,拉裂和起皱得到完全消除．后边梁的最终回弹量为卸载回弹和修边回弹的综合结果,将两次回弹最大偏移区域的节点坐标和回弹前的节点坐标进行对应,计算区域内每一节点在修边回弹后的位移取其最大值,即得到精确的后边梁最大回弹位移．如图4(a)所示为卸载回弹、测得节点最大位移发生在后边梁下端的侧壁入料口处,此处回弹造成的距离偏差达到了4.1 mm．图4(b)所示为修边回弹、测得节点位移最大偏移量仍然发生在下端部侧壁入料口处,回弹量为1.10 mm．按照第4组的成形工艺,后边梁的最大回弹位移约为5.2 mm．对于第4组的成形工艺,由于拉延筋阻力和自身型面复杂对回弹的抑制作用,后边梁中部的回弹并不突出,但是在下端部的回弹量较大．后边梁的下端接近U形梁的形状,是与前纵梁等零件装配的接合处,这一部位的回弹将引起严重的装配问题．前面的成形结果表明,增大后边梁下端部的拉延筋阻力,将会导致R3区的破裂．为减小后边梁回弹,采用降低压边力并细化拉延筋布置的措施对成形工艺进行优化．拉延筋布置方案如图5所示．第2次优化采用拉延阻力数据如表4所示．本次工艺优化后,成形极限图如6(a)所示,未出现起皱和拉裂缺陷,侧壁拉延充分,底边虽然存在未拉开区域,但并不影响后边梁的使用性能,符合成形要求．回弹计算得到的卸载回弹和修边回弹节点位移最大偏移量如图7所示．图6(b)为最终零件的厚度变化图,零件最薄厚度出现在R1区附近的胀形区,该区因胀形产生的厚度减薄属正常范畴．侧壁处的最小厚度大于1.31 mm,符合变薄率低于30%的要求．经过优化后,后边梁两次回弹的最大节点位移都小于1 mm,且卸载回弹的最大位移偏移出现在了型面中间位置的边缘,该处属于余料部分,修边后剩余边缘的二次回弹量非常微小．修边回弹的最大位移偏移仍然出现在下端部侧壁入料口处,但此处的卸载回弹的局部节点最大位移不到0.4 mm,总回弹量得到有效控制,符合了2 mm 工程的装配要求．采取工艺优化方案指导实际生产进行试模,经过切边和冲孔程序之后的模拟结果图与试模件的对比如图8所示,零件未有起皱和破裂缺陷,减薄率、未充分拉延区和起皱倾向区与模拟结果吻合,回弹量较小,实现了回弹的有效控制,验证了模拟结果的的准确性．1)针对复杂型面汽车后边梁零件,建立了有限元分析模型,进行了补充面及压边面的型面优化．2)在汽车后边梁模拟成形分析中,采用设置等效拉延筋及优化压边力的方法优化零件的成形结果,确定了后边梁的等效拉延筋位置分布及拉延筋阻力大小,得到了成形质量较好的后边梁零件．3)在回弹模拟分析中,确定了回弹模拟参数及回弹测量方法,通过采用局部增大拉延筋阻力以及减小压边力的方法,对回弹进行控制,等效拉延筋阻力与压边力进行合理配比使回弹减小到较小的范围．4)将模拟卸载回弹及修边回弹的最大总回弹量由优化前的约5.1 mm优化至约1.7 mm．5)采用优化工艺进行实验,得到了成形质量较高的汽车后边梁零件．将模拟结果与实验结果对比,零件回弹较小,成形精度较高．该回弹控制方法可用于指导实际生产．【相关文献】[1] 林建平,王立影,田浩彬, 等. 超高强度钢板热冲压成形研究与进展[J].热加工工艺,2008,37(21):140.[2] 汪文奇, 陈菊霞. 车身材料及制造轻量化技术的应用及挑战[J]. 汽车工艺与材料, 2010, 04: 4-5.[3] 亚楠, 温龙飞. 浅谈汽车材料的轻量化发展态势[J]. 汽车工业研究, 2007, 3: 33-35.[4] PAPELEUX L, GOHY S, COLLARD X etc. Springback Simulation in Sheet Metal Forming Using Implicit Algorithms[C]. 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摩擦保持对充液拉深成形作用的仿真分析
摩擦保持对充液拉深成形作用的仿真分析苏海迪;彭永东;许元洪;苗明达【摘要】通过非线性有限元软件DYNAFORM对具体不同摩擦系数凸模的充液拉深过程进行数值模拟,结果表明:凸模摩擦系数会影响充液拉深过程中成形件的壁厚均匀性,摩擦系数越大,摩擦保持效果越好,成形件的减薄率越小,壁厚分布越均匀.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】2页(P146-147)【关键词】DYNAFORM;摩擦系数;凸模;减薄率;壁厚均匀性【作者】苏海迪;彭永东;许元洪;苗明达【作者单位】广西汽车零部件与整车技术重点实验室,广西科技大学,广西柳州545006;广西汽车零部件与整车技术重点实验室,广西科技大学,广西柳州545006;广西汽车零部件与整车技术重点实验室,广西科技大学,广西柳州545006;广西汽车零部件与整车技术重点实验室,广西科技大学,广西柳州545006【正文语种】中文【中图分类】TG3860 引言作为一种先进的塑性成形技术，充液拉深具有一般拉伸和液压拉伸的双重特点[1]。
因拉伸过程中的“摩擦保持”效应和流体润滑效果，成形零件的厚度分布较为均匀，表面质量较好[2]。
因而板材充液拉深工艺在汽车工业、航空业以及电子元件制造业等领域得到了广泛的关注[3]。
本文通过分析不同凸模摩擦系数下成形件壁厚变化情况得到其对充液拉深成形作用的一般规律。
1 建立有限元模型充液拉深模型由凸模、压边圈、板件和凹模组成，如图1所示为有限元模型，本文中将凸模、压边圈和凹模定义为刚体，板材选用DQSK-36，厚度设为2 mm，密度为 7.85 kg/m3，弹性模量为 207 GPa，泊松比为0.28，硬化指数为0.24.板材半径R=65 mm，凸模底面半径为15 mm，底端圆角为10 mm，高度为30 mm.原始板材单元个数为1 536个，模具单元个数为3261个。
图1 筒形件充液拉深有限元模型2 仿真结果分析本章通过改变凸模摩擦系数，探讨不同摩擦阻力产生的不同“摩擦保持”效果以及对成形件壁厚的影响规律，充液拉深过程中凸模以2 000mm/s的速度匀速下行，压边圈与板材、凹模与板材的摩擦系数均为0.01，压边力为20 kN，当凸模摩擦系数为0.8时。
管状变截面汽车扭力梁内高压成形工艺
管状变截面汽车扭力梁内高压成形工艺黄晓峰;胡勇;易成坷;王喆;薛克敏【摘要】目的研究管状变截面汽车扭力梁内高压成形过程及其成形质量的关键影响因素.方法采用数值模拟和试验相结合的方法,重点研究了预成形件形状、内压力通入时机和初始压力值对扭力梁内高压成形的影响.结果预成形件宽度过大或上模圆角处管坯壁厚过薄,将造成后续内高压合模过程中出现咬边或整形阶段发生破裂等缺陷;在内高压成形合模过程中通入适当内压,可有效避免扭力梁件出现圆弧过渡面塌陷、上下模圆角过度减薄等缺陷.结论当预成形模具V面下模引导角a介于60°～70°之间、T面下模引导角β介于65°～75°之间时,可以取得较理想的预成形效果;合模过程中即通入32 MPa内压,此时所得扭力梁实体件外观无明显缺陷,成形精度较高.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2018(010)002【总页数】6页(P103-108)【关键词】管状变截面扭力梁;有限元;预成形;内高压成形;合模通压【作者】黄晓峰;胡勇;易成坷;王喆;薛克敏【作者单位】安徽江淮福臻车体装备有限公司,合肥 230093;合肥工业大学,合肥230009;合肥工业大学,合肥 230009;合肥工业大学,合肥 230009;合肥工业大学,合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】TG394扭力梁零件是汽车后悬挂装置中最重要的结构部件，其对于车辆行驶中保持平稳以及减震起着十分重要的作用和安全保障[1—2]。
传统扭力梁通常是由4～6 mm厚单层板冲压成形的V型或者U型板材和实心稳定杆组合而成，而通常这样的扭力梁零件往往在变形区和非变形区之间存在应力的高度集中区域，导致零件疲劳强度大大降低。
随着轻量化技术越来越多地应用于汽车零部件的结构设计，传统的扭力梁由于本身质量较大，越来越难以满足汽车轻量化的行业需求[3—6]。
采用管材代替传统的板材，将扭力梁设计为空心变截面的形式，是近年来汽车行业发展的趋势。
汽车零部件精冲挤压复合成形工艺研究孟庆成
汽车零部件精冲挤压复合成形工艺研究孟庆成发布时间：2021-09-06T09:05:19.275Z 来源：《中国科技人才》2021年第17期作者：孟庆成[导读] 目前，社会进步迅速，我国的现代化建设的发展也有了改善。
中国汽车工业工程有限公司天津 300000摘要：目前，社会进步迅速，我国的现代化建设的发展也有了改善。
国内汽车零部件行业存在“小、零、散、乱”的局面，而且多集中在低端产品领域，产能过剩和恶性价格竞争明显，普遍面临着较大的生产压力。
对于本土厂商，一方面在前沿技术上很难与国际厂商竞争，难以进入真正的高端系统领域；另一方面也很难实现整车厂商要求的全球供应，难以进入全球市场。
因此，国内企业的行业产业转型升级已经迫在眉睫。
当前，汽车行业正朝着环保、轻量化、减排的大趋势发展，对于汽车零部件加工工艺提出了越来越高的要求。
关键词：汽车零部件；精冲挤压复合成形工艺；研究引言精冲挤压复合成形工艺可以有效结合板料成形和体积成形的特点，文章通过有限元模拟分析研究了精冲挤压成形过程中的缩孔现象，网格畸变与裂纹缺陷，提出了预防措施，获得了挤压比和反压力对成形过程和结果的影响，揭示了精冲挤压成形工艺的特点，对该技术的深入研究具有一定参考价值。
1管件液压成形技术分析1.1技术基本原理管件液压成形技术通常情况下是将预处理过的定尺管材，按照要求在模具型腔当中放置，同时高压液体需要注入到管件中，在此期间，管件两端补料工作要快速实施。
这样操作能利用模具约束作用实现管件冲模，慢慢地让外壁和模具型腔贴合在一起，以此可以制造出各种形状的中空式零件。
管件液压成形技术适用于不同的复杂结构件中，比如，圆形构件、矩形构件以及异型截面等，在此类构件中应用，能够具备较高精密度。
管件液压成形技术的基本原理如下：（1）已经预处理过，并且符合规定标准的定尺管材，要合理地存放在打开模具型腔中，并对其位置进行明确。
（2）压机作用模具闭合，补料密封头转移至模具内腔，若此时状态下，模具是闭合的，密封头转移，停留补料导向的过渡位置。
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圆园员9年第3期网址： 电邮：hrbengineer@ 某车型扭力梁零件的充液成形工艺研究程松（南京恩瑞特实业有限公司，南京210000）摘要：扭力梁是汽车后悬挂系统中一种常见的零件，其截面变化复杂，因而适用于管材充液成形。
文中分析了其充液成形工艺，并重点研究了预成形和内压力对零件成形效果的影响，最终完成样件的试制。
关键字：扭力梁；管材充液成形工艺；壁厚减薄中图分类号:TH 162.1文献标志码:粤文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园员9）03原园144原园3Research of Hydroforming Technology for a Certain Type of Automotive Torsion BeamCHENG Song（Nanjing NRIET Industrial Co.,Ltd.,Nanjing 210000,China ）Abstract ：Torsion beam is a common part of vehicle rear suspension system.Its cross section is complex,so it is suitable for tube hydroforming.This paper analyzes the tube hydroforming process.And the effect of pre -forming and internalpressure on the forming effect of the parts is mainly studied.Finally,the trial production of the sample is completed.Keywords:torsion beam;tube hydroforming;thinning of wall thickness0引言扭力梁式半独立后悬架系统作为一种20世纪70年代提出的车架与车桥连接传力解决方案，目前依然被广泛运用于前驱式小型家用轿车中。
典型的扭力梁式后悬架系统主要包含以下5个部分：1）负担主要竖直方向载荷与侧向扭力力矩的扭转横梁，即扭力梁；2）焊接在横梁左右两侧的纵臂；3）连接车身的轴套管；4）轮毂支架；5）弹簧支架。
扭力梁式后悬挂支架是车身底盘中非常重要的组成部分，其强度、刚度、疲劳性能直接决定整车的安全性与舒适性。
作为承担大多数垂直载荷与力矩的主要受力构件，其重要性不言而喻。
随着汽车设计水平的不断提高，扭力梁由传统的板式冲压件逐渐过渡为管式密闭零件，针对不同截面形状发展出不同种类的成形工艺。
事实证明，管式充液成形工艺可以成形具有复杂变截面形状的直线管式零件，相对传统冲压工艺，给予零件设计以更大的灵活性，同时其生产效率大大提高，是扭力梁零件制造的主要发展趋势[1-2]。
1零件特征及材料分析1.1零件特征分析图3所示为某车型扭力梁二维特征分析，由截面分析可知，零件由端口矩形圆角截面逐渐过渡为深V 字形截面。
零件两端定位孔所在形面有较高的轮廓度要求。
零件由零件特征分析可知，该零件为典型的直轴线变截面空心管材零件，适用于管材充液成形工艺。
1.2零件选材分析随着现代汽车对车身强度要求的不断提高，对于底盘类零件所用材料的强度要求也不断提高，在该车型中，零件选用牌号S550MC 的钢材，该零件的化学成分如表1所示。
该材料为细晶粒钢，具有非常良好的冷成型性，适用于制造具有较高强度要求的汽车大梁、横梁等车身结构件。
其基本物理性能如表2所示。
31254图1扭力梁式半独立后悬架系统1.扭力梁2.纵臂3.轴套管4.轮毂支架5.弹簧支架图2不同成形工艺下的零件截面（a ）板式冲压（b ）管式冲压（c ）管材充液剖视图A -A剖视图B -B图3零件特征分析144网址：电邮：hrbengineer@ 圆园员9年第3期2工艺设计及数值仿真优化2.1工艺路线规划该零件完整工艺主要包括下料、预成形、充液整形其中预成形、充液整形（包含液压打孔）合称管材充液成形工艺，是整个工艺方案的核心，将针对其建立数值分析模型，进行进一步的工艺分析。
2.2关键参数确定初始塑性变形压力P S 、整形压力P c 与最小合模压力P n是整个管材充液成形工艺的关键参数，直接决定了工艺的可行性与相关设备规格。
在实际生产过程中，这三个参数受多种因素影响，其中以初始管材壁厚t 0、初始管材直径D 0、最小特征圆角半径r c 影响效果最为显著。
在工程计算中，可以通过经验公式获取初步工艺参数，为后续实验加以指点[3-4]。
管坯壁厚为t 0=3.5mm ，初始管材直径为D 0=98.7mm ，最小特征圆角半径为r c =10mm 。
忽略轴向应力作用，管材开始发生塑性变形所需的初始屈服压力为P S =2t 0滓s /d =39.0MPa 。
为保证零件完全贴模，需要逐渐管坯内压，达到高压整形效果，整形压力为P c =t 0滓s /r c =192.5MPa 。
根据零件在合模方向的投影面积S 和整形压力P c 可以求得设备所需最小合模压力为P n =S伊P c =2.65伊106N 。
2.3预成形工序仿真模型建立与工艺优化针对前述工艺路线规划，预成形工序的主要作用是提前使零件发生预变形，保证在充液整形模具中不发生啃模，同时使材料沿环向预先分布，降低充液整形难度。
由于零件端口位置为矩形圆角截面，原始圆管管坯在合模过程中必然发生塌陷，因此需要在预成形过程中引入端头整形工序。
针对零件特征，采用Catia v5r20软件进行三维形面建模，然后导入到数值仿真软件Dynaform 5.8.1中进行数值模拟。
根据工艺分析，可以将预成形过程分为合模和端口整形两个工步，分别建立数值仿真模型，如图5所示。
在预成形工序中，两侧整形推头在侧推油缸的推动下对管坯头进行整形。
好。
长度增加，增加，的推头整形区间，在保证整形效果的同时控制侧推油缸推力，是预成形数值模拟重点解决的问题。
由数值模拟分析可知，当整形推头长度大于120mm 后，整形效果无明显提升，而所需侧推力则由于摩擦力的增加而大幅增长。
因此，考虑实际生产要求与整形效果，选取整形区间长度为120mm 的推头为最优结果，此时所需侧推油缸推力为294kN 。
充液成形工序仿真模型建立与工艺优化在预成形工序中，管坯已经初步成形。
在充液整形工序中，利用密封推头对管坯进行刚性密封，并在管坯内冲入高压乳化液体，从而使零件贴模成形。
由于零件胀形范围不大，因此侧推推头补料量对零件最终成形效果影响较小。
在数值模拟过程中，重点研究内压力对零件贴模度的影响。
考察不同表1S550MC 材料化学成分质量分数%CSiMnPSAitNbVTi臆0.12臆0.50臆1.80臆0.25臆0.015逸0.015臆0.09臆0.20臆0.15表2S550MC 材料基础物理性能抗拉强度/MPa 上屈服强度/MPa断后伸长率/%600~760逸550逸12（a ）合模（b ）侧推端口整形图5预成形工序784588392196020801402002520151050侧推推头整形区间长度/mm图6整形区间长度与侧推力、贴模度图7终成形数值模型内压力/MPa图8内压力与贴模间隙(下转第148页)145圆园员9年第3期网址： 电邮：hrbengineer@ 内压力对零件贴模度的影响，由图8可以看出，当内压力达到190MPa 时，可以认为零件与模具完全贴合，但此时设备所需出力达到25970kN 。
在汽车制造领域，常用充液成形压机出力一般为49000kN ，若零件成形压力过大，则只能一模一件生产，造成设备资源浪费。
考察图8中曲线，可知当内压力为150~160MPa 之间时，零件与模具间隙小于1mm ，虽未完全贴模，但已经符合零件技术要求，此时所需合模压力为20482~21560kN ，此时模具可采用一模两腔设计，生产效率提高1倍，因此零件最终成形压力为150MPa 。
3结语1）管材充液成形工艺适用于汽车扭力梁零件的大批量生产；2）具有矩形端口截面的扭力梁在预成形工序中应增加整形工步，以确保后续充液整形工序的密封效果，同时降低整形难度；3）理论与实践结合，在满足成形要求的基础之上，成形压力应尽可能降低，以实现大批量生产的目的。
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收稿日期:2018-06-06图9最终成品零件图4补偿程序控制流程补偿设定值与补偿实际值的闭环控制[5]。
补偿零点建立以在文中利用测量的垂度误差数据及优化的PLC 分段补偿表，对滑枕全行程垂度误差补偿后，测得滑枕补偿后全程实际垂度误差在0.02mm 以内，误差测量方法是：采用百分表对测量平尺打表[6]。
滑枕垂度误差从毫米级直接提高两个等级，机床加工精度获得极大提升，此后进行深孔镗铣、攻丝、大平面铣削等加工实践，完全满足了实际需要，实际要求得到验证。
6）机床镗箱补偿数据修改更新，在机床维修及误差调整时，只需重新测量镗箱每行程段中误差值，同时以此更改PLC 误差数据表，即可以轻松对补偿值进行调整。
通过更改、优化PLC 数据表的补偿分段，将各个补偿分段内误差增量固定至0.01mm （本文最小补偿单位，电动机1转），可以获得更高的补偿精度。
4结论针对重型镗铣床镗箱垂度误差设计一种补偿方法，该补偿方法控制原理直观、控制流程简单、成本低廉，具备较好的可操作性，后期维护成本低，维护效率高，为国内重型卧式镗铣床设计及改造提供了新的可操作性镗箱垂度补偿方案。
该补偿方案维护简单，当补偿数据与实际误差值有偏差时，只需重新测量分段误差量，更新补偿数据表即可。
该补偿方案理论上对补偿量无限制，只要补偿传动比足够大，并且补偿驱动支臂位移足够长就可以获得足够大补偿量。
该补偿方案虽然是分段补偿，但只要分段足够小、补偿驱动减速比足够大，补偿单位即可以足够小，理论上能够实现的平滑度（即补偿精度）就足够高，且可实现非线性补偿。
[参考文献][1]谷丹,刘淑珍.落地铣镗加工中心的主轴箱重心补偿系统[J].机械工程师,2000(5):33.[2]吕永,列云岫,倪桂兰.铣镗床主轴箱平衡补偿系统[J].机械制造,2003,41(7):56.[3]朱大光,王洪才,宋晓.电桥式主轴箱重心补偿装置:200820004251.7[P].2008-11-26.[4]蔡有杰,王洪才.镗铣床主轴箱重心补偿系统的设计与分析[J].机械设计与制造,2010(9):38-39.[5]朱德志,任璐,刘洪亮.数控落地铣镗床主轴箱平衡补偿系统及其调试[J].制造技术与机床,2006(3):48-50.[6]畅越星,靳伍银,剡昌锋.基于PLC 的数控落地铣镗床主轴箱动态平衡的控制系统设计[J].液压与气动，2006(12)：46-48.（责任编辑马忠臣）作者简介：王建明（1984—），硕士，工程师，从事机床大修改造工作。