汽车车身覆盖件冲压回弹仿真分析及控制方法研究

摘要

板料成形是一种重要的金属加工方式,被广泛的应用于工业领域中。起皱,破裂和回弹是板料成形中的三种主要缺陷,其中回弹是最难控制的。回弹的存在直接影响到冲压件的形状尺寸精度和表面质量,当回弹量超过零件的允许误差后就成为成形缺陷。特别是近年来高强度薄钢板和铝合金薄板在汽车车身制造中的大量应用,使得回弹问题尤为突出。因此,回弹问题是工业生产中的一个实际问题,也是学术界长期关注的热点。较普通钢板而言,高强度钢板较低的断面收缩率以及较高的屈服强度,造成其冲压成形性能降低。特别是回弹较大的问题成为其在冲压生产过程中的一个难点,甚至成为高强度钢板被广泛应用的一个瓶颈。
　　针对高强板覆盖件模具开发过程中的问题,对普通回弹及侧壁卷曲回弹进行了分析,并对总结的回弹控制方法进行了分析验证及实例验证,结果都显示控制效果良好。
　　本课题的具体研究内容如下:
　　在借鉴参考国内外大量技术资料的基础上,分析总结了高强度钢板的性能,对普通回弹及侧壁卷曲回弹的机理做了详细的理论分析。
　　以 NUMISHEET’96标准考题 S形轨的典型数学模型为分析模型,借助Dynaform冲压模拟专用软件对板料性能、几何形状,压边力,拉延筋以及模具间隙等对回弹的影响因素进行了分析,并通过正交设计实验得到了综合的影响结论,认为在成形充分的情况下,对于侧壁回弹,凸模圆角是影响其大小的主要因素;而对于普通回弹,拉延筋的阻力为影响其大小的主要因素。
　　最后,介绍了回弹控制的一些方法,并利用模拟所得的结论和模具型面补偿方法对典型的内覆盖件--侧围前延长件的回弹进行了控制,通过实验验证了模具补偿法对回弹控制的有效性,并可将研究结论用于其他内覆盖件的生产。
　　通过本课题的研究,用数值模拟仿真技术探讨了S形轨拉延回弹规律,并研究了用模具型面补偿法对侧围前延长件进行回弹控制,这些研究结论可以对其它类似拉延件的回弹控制起到指导和参考意义。

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引言

1 绪论

1.1研究背景与意义

1.2 回弹问题的国内外研究现状

1.3高强度钢板

1.4研究内容及所要达到的目标

1.5研究的可行性

2 冲压回弹仿真理论与方法

2.1 回弹预测的常用计算方法

2.2 回弹仿真的模式及数值模拟算法

2.3 影响板料成形回弹的因素

2.4 控制板料回弹的措施研究

2.5 有限元仿真软件Dynaform的使用说明

2.6本章小结

3车身覆盖件冲压工艺及仿真分析

3.1冲压工艺的特点

3.2冲压工艺的分析及对覆盖件的要求

3.3冲压工艺设备

3.4冲压模具的组成

3.5覆盖件冷冲压基本工序的分类

3.6 S形轨的仿真分析

3.7 本章小结

4 冲压回弹控制研究

4.1 冲压回弹控制方法概述

4.2 利用模具型面补偿法控制回弹

4.3 冲压回弹控制应用实例

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

参考文献

致谢

附录:攻读硕士学位期间发表的部分学术论文