汽车前纵梁成形工艺研究

摘要

轿车前纵梁零件是一个典型的U形件，它的形状复杂、截面高度变化剧烈、表面质量要求高，且具有局部成形的特点。前纵梁一般采用冲压成形方式制造，其生产效率高，产品质量比较稳定，可自动化生产作业。本文主要研究零件轿车前纵梁零件的冲压成形。
　　 为了保证制件质量及尺寸精度，轿车前纵梁成形采用左、右两件对称布置，同时成形，这样即节约了模具制造成本，提高了生产效率，还有利于成形材料的流动。在实际生产过程中，前纵梁零件制造要经过落料、拉延成形、修边冲孔、冲孔剖切、整形翻边等多道冲压成形工序来完成。
　　 由于覆盖件形状较为复杂、尺寸较大，所以其冲压成形技术是一个较为复杂的工作。并且在实际生产中，高强度钢板覆盖件的成形会出现很多问题，例如破裂、起皱、回弹等。本文阐述了汽车覆盖件冲压成形有限元理论，包括有本构关系、动力显示算法、屈服准则、流动准则、壳单元类型、材料模型、接触处理及摩擦特性等。简述了冲压工艺设计的主要程序，设计所需要考虑的重点问题和主要内容。并且通过工艺分析确定了前纵梁冲压成形工艺方案。
　　 本文以高强度钢前纵梁作为研究对象，建立前纵梁CAD模型，采用大型非线性动力显示分析软件DYNAFORM对其进行冲压成形仿真分析。模拟了前纵梁冲压成形过程，并分析其有限元仿真分析模型，结合前纵梁冲压仿真模拟预测出可能出现的起皱、破裂等缺陷，通过调整压边力、拉延筋等工艺参数，依据成形极限图讨论了工艺改进方案，提出更加合理的工艺参数，进一步改善了其成形结果，对实际生产具有参考意义。