汽车轮侧内板冲压成形及回弹研究

摘要

汽车行业迅速发展，为国家经济做出了巨大贡献。在市场的需求下，汽车不断的更新换代，而汽车覆盖件作为汽车的重要组成部分，其加工制造技术制约了新车型的研发。汽车覆盖件结构复杂且多为不规则的曲面，变形规律难以把握，其质量都由制造工具－冲压模具决定。然而传统的冲压模具需要通过大量试模、反复修模后方可生产出合格产品，浪费大量资源，生产周期长。随着计算机仿真技术的发展及广泛应用，改善了传统模具生产制造流程，在制造模具之前，使用软件设计工艺流程与模拟计算成形结果，预测并解决成形缺陷，降低制造成本，缩短生产周期。 本文研究汽车轮侧内板成形性能并进行数值分析，通过优化工艺参数，解决成形中拉裂、起皱和回弹缺陷，改善汽车轮侧内板成形结果。具体研究内容如下： （1）以厚度2mm的DC04钢板为研究材料，通过不同拉伸速度进行单向拉伸试验，得出板料不同速率的流变曲线，获得力学性能参数。结果表明，DC04材料塑性性能较好，延伸率较高，适用于汽车轮侧内板等拉深深度较大的零件。 （2）分析汽车轮侧内板的成形性能，并进行数值模拟。研究了坯料形状、工艺补充、压边力和拉深筋系数对拉深成形性能的影响。结果表明，对于汽车轮侧内板，矩形板料比随形板料成形效果更好；修改后的工艺补充面增大了板料流动阻力，有效改善起皱缺陷；随着压边力的增大，起皱区域逐渐改善；拉深筋系数增大，改善了成形性能，但系数过大会导致拉裂。 （3）通过正交试验对压边力、凸凹模间隙、摩擦系数和拉深筋强度进行优化，分析四个工艺参数对板料成形的影响规律，以最大厚度和最小厚度作为指标来判断零件是否起皱和拉裂。试验结果表明，对最大厚度的影响因素排列顺序是摩擦系数>压边力>拉深筋强度>凸凹模间隙，对最小厚度的影响因素是拉深筋强度>凸凹模间隙>摩擦系数>压边力。通过进一步分析，确定最优的成形方案。 （4）对汽车轮侧内板使用迭代法进行全工序回弹补偿和直接法进行单一工序回弹补偿。结果表明，迭代补偿后的结果满足零件要求，而直接补偿后的结果未能满足零件要求。对迭代补偿结果进行实冲试验，获得合格零件，对企业改进生产工艺具有指导意义。

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