變速?zèng)_壓對(duì)板料拉深成形質(zhì)量影響研究.pdf

1、304奧氏體不銹鋼兼顧了室溫力學(xué)性能、加工性能和耐蝕性等多方面優(yōu)良性能以及經(jīng)濟(jì)性，且304不銹鋼具有應(yīng)變速率敏感性，是非常優(yōu)秀的沖壓成形用鋼板，在汽車(chē)等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。盒形件是金屬薄板拉深成形中較為典型的沖壓件，研究這類件的成形規(guī)律具有重要的理論與實(shí)際意義。充液拉深作為一種全新的軟模成形方法，可簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)、降低生產(chǎn)成本和提高零件成形質(zhì)量，受到世界沖壓行業(yè)的高度認(rèn)可和廣泛關(guān)注。另外一方面，根據(jù)沖壓零件不同階段的變形特點(diǎn)，采用變化

2、的成形速度模式，通過(guò)控制板料流動(dòng)和應(yīng)變速率的大小，改變變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)，可以提高板料的成形性能和減少拉裂起皺等缺陷。因此，本文以304不銹鋼板材為材料，研究變化的成形速度對(duì)典型沖壓件盒形件充液拉深過(guò)程的影響，為該類零件沖壓速度的選擇提供參考。其主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　(1)對(duì)304不銹鋼板材進(jìn)行室溫拉伸實(shí)驗(yàn)，深入研究應(yīng)變速率對(duì)304不銹鋼室溫拉伸組織與性能的影響，研究結(jié)果表明應(yīng)變速率變化引起304不銹鋼中馬氏體含量的改變，從

3、而影響304不銹鋼的最終力學(xué)性能。
　　(2)對(duì)盒形件的拉深成形工藝進(jìn)行分析，并從最大主應(yīng)變(x1)、最大減薄率(x2)、最大等效應(yīng)力(x3)、節(jié)點(diǎn)厚度變化量之和(x4)、安全節(jié)點(diǎn)比例相反數(shù)(x5)五方面綜合考量，建立盒形件拉深成形質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)y，y值越小，表明成形質(zhì)量越好。
　　(3)結(jié)合CAE技術(shù)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，通過(guò)極差分析得出拉深各階段速度對(duì)成形質(zhì)量影響大小依次為:V1＞V3＞V4＞V2＞V5（V1-V5分別為拉深

4、行程中5個(gè)階段:0、1/4H、1/2H、3/4H、H對(duì)應(yīng)的成形速度，H為拉深深度）。數(shù)值模擬結(jié)果表明采用正交試驗(yàn)優(yōu)化后的成形速度曲線（即V1（8mm/s）-V2（3mm/s）-V3（3mm/s）-V4（13mm/s）-V5（3mm/s））進(jìn)行盒形件的充液拉深，所獲得盒形件的成形質(zhì)量得到提高，綜合指標(biāo)y值減小到0.1203。
　　(4)利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能預(yù)測(cè)模型對(duì)不同成形速度對(duì)應(yīng)的成形質(zhì)量數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行訓(xùn)練，保證最大誤差不高于5％，

5、再利用遺傳算法進(jìn)一步尋優(yōu)，最終獲得“最優(yōu)”成形速度曲線，即V1（3mm/s）-V2（7mm/s）-V3（11mm/s）-V4(14mm/s)-V5（8mm/s）。數(shù)值模擬結(jié)果表明相比于正交試驗(yàn)優(yōu)化后的成形速度曲線，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合遺傳算法優(yōu)化后的成形速度曲線進(jìn)行充液拉深所獲得盒形件的成形質(zhì)量得到進(jìn)一步提高，綜合指標(biāo)y值進(jìn)一步減小到0.0827。
　　(5)對(duì)課題組現(xiàn)有100t充液拉深設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)變速拉深。在此基礎(chǔ)上，對(duì)不同成