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汽车覆盖件是汽车产品的主要零件之一,它尺寸大、形状复杂、表面质量要求高,在成形中非常容易出现拉裂、起皱、回弹等缺陷。传统的试错方法大大延长产品的开发周期,增加生产费用,阻碍新车型的开发。随着计算机技术的迅速发展,数值模拟逐渐应用于汽车覆盖件冲压成形的工艺和模具的优化设计中。
本文采用CAE软件DYNAFORM对某汽车厂家新款轿车前盖进行冲压和回弹数值模拟,通过正交设计的方法安排模拟实验,总结出影响覆盖件冲压成形及回弹的主次要影响因素,并且尝试建立各种优化目标,优化各个工艺参数,最终得到较为满意的结果,为今后制定覆盖件冲压工艺方案提供了依据。本文的主要研究工作及结论如下:
(1)完成汽车前盖的模具模面设计,详细介绍了汽车覆盖件的有限元建模过程,提供一种查找合理覆盖件工艺参数的方法。
(2)对覆盖件成形和回弹正交试验结果进行分析。摩擦系数和拉深筋阻力是影响成形的最主要因素,压边力是影响回弹的主要因素。对本零件而言,各工艺参数与成形结果有很好的直线关系,但是与回弹的直线关系不明显。
(3)回弹的大小和成形的好坏有着直接关系,以最大减薄率最小为优化目标的成形和回弹优化结果最好。
(4)设计变压边力的冲压成形过程,参与正交设计,分别研究开始、中间、结束时刻的压边力对成形和回弹的影响。发现最优变压边力曲线没有一个固定形式。
(5)对比同一阻力的等效拉深筋和真实拉深筋对模拟结果的影响。发现等效拉深筋和真实拉深筋都受到网格尺寸较大的影响。只有在合适的网格大小条件下,等效拉深筋与真实拉深筋的实验结果才相差不大。
(6)分别利用卸载回弹和切边回弹对覆盖件进行回弹补偿。卸载回弹补偿效果不明显;利用切边回弹对覆盖件进行回弹补偿,每次迭代补偿后,回弹分布变化较大,但是回弹后的零件和期望零件的最大偏差在逐渐减少,从而验证了回弹补偿方法的有效性。