基于变截面拉延筋的冲压回弹控制及补偿技术研究

摘要

冲压回弹是汽车覆盖件冲压成形过程中存在的一种普遍现象，直接影响着冲压件品质。回弹控制对汽车产品的品质、开发成本和周期有着重大影响，一直是国内外重点研究的工程难题。本论文利用理论研究和仿真计算相结合的方法，从工艺分析等多方面寻求汽车覆盖件冲压成形中减少和补偿典型冲压件回弹的有效途径和解决方法。 论文通过对拉延筋工艺的研究，从工艺方面进行回弹控制，引入了一种变截面拉延筋的新工艺。然后使用适当的等效拉延筋模型，对某车型顶盖零件进行了成形回弹仿真分析。然后通过不同拉延筋的设置情况进行对比分析，研究拉延筋工艺对回弹量的影响，并确定了变截面拉延筋的形状参数。数值模拟的结果表明，在冲压成形的回弹控制技术中，将不等截面配置方案的拉延筋作为重要因素加入工艺方案，能显著降低冲压件的回弹量，为控制和解决回弹问题提供了一种新方法。 在此基础上，论文从验证模具补偿方法有效性的角度对回弹控制进行研究，为模具制造过程提供型面补偿及其回弹的大致趋势。论文以基于变截面拉延筋新工艺的成形和回弹过程为研究对象，通过有限元仿真来模拟生产现场的试模工艺，经过两次补偿计算，在计算机上重现实际生产中的修模和试冲过程。 最后，本文利用补偿前后节点映射的关系，在补偿型面的重构过程中实现曲面间的光顺连接。将使用了不等截面拉延筋的仿真模型的节点数据作为曲面重构的数据点，通过基准曲面上数据点的映射关系，在曲面拟合过程中对曲线和曲面进行约束控制，从而获得满足加工要求的曲面形状。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1前言

1.2板料成形回弹预测的研究和发展

1.3板料成形回弹控制的研究和发展

1.4本论文的研究目的、意义及内容

1.4.1研究目的及意义

1.4.2研究内容

第2章 板料回弹数值模拟技术及回弹的控制方法

2.1概述

2.2板料回弹理论及分析

2.2.1板料回弹的力学机理

2.2.2板料回弹过程的应力分析

2.2.3板料回弹的影响因素

2.3板料回弹有限元模拟的建模方法

2.4板料回弹模拟计算的影响因素

2.5回弹的工艺控制方法

2.6本章小结

第3章变截面拉延筋及回弹控制技术

3.1基于工艺的回弹控制技术

3.2拉延筋的作用

3.3拉延筋的种类和结构形式

3.4拉延筋对回弹的影响机理

3.5拉延筋的数值模拟

3.6变截面拉延筋及其等效模拟

3.7算例

3.7.1覆盖件CAD模型

3.7.2冲压过程拉延筋的布置及参数确定

3.7.3冲压成形有限元模型

3.7.4板料的材料模型

3.7.5冲压过程工艺参数的确定

3.7.6冲压成形过程的模拟结果

3.7.7回弹过程的模拟结果及分析对比

3.8本章小结

第4章 基于虚拟试模工艺的回弹补偿技术

4.1回弹补偿技术简介

4.2基于虚拟试模工艺的回弹补偿方法

4.3算例

4.4本章小结

第5章利用有限元网格映射的补偿型面重构

5.1补偿型面重构概述

5.2型面光顺处理的条件约束

5.2.1曲面光顺处理

5.2.2切矢约束

5.2.3法矢约束

5.3网格映射法

5.4网格映射法进行补偿型面重构的过程

5.5算例

5.6本章小结

总结与展望

参考文献

致 谢