汽车覆盖件冲压成形关键技术仿真优化及冲压质量控制研究

摘要

本论文结合扬州大学与江苏卡明模具有限公司的企业研究生工作站项目“车身覆盖件冲压成形中回弹的预测与优化控制关键技术的研究”，对汽车覆盖件在冲压成形仿真中的冲压方向、压料面、工艺补充面和拉延筋等关键技术和冲压中出现的破裂、起皱和回弹等主要质量问题进行了计算机仿真和试验。提出了建立面向典型汽车覆盖件冲压成形缺陷基础数据的理念，构建了该基础数据的框架，结合企业汽车横梁探讨了覆盖件CAD建模、CAE分析步骤及模拟结果的分析方法，研究了高强度板冲压中减小回弹的机理和控制方法。
　　 结合发动机罩外板、汽车外门板、汽车油底壳等典型汽车覆盖件研究了覆盖件冲压成形中冲压方向、压料面、工艺补充面、拉延筋等关键技术在冲压成形中起到的重要作用、建立机理和原则，采用CAD软件UG和CAE软件AutoForm对这些关键技术进行了数值模拟，得出了汽车覆盖件冲压成形仿真中这些关键技术的建立设计方法。为后期生产试验研究提供了指导。
　　 根据汽车覆盖件质量要求，研究了汽车覆盖件冲压成形中常见的破裂、起皱和回弹等质量问题，结合汽车后轮罩底部破裂、汽车油底壳压料面起皱和一般U形件的回弹从工程力学角度探讨了上述质量问题产生的机理、分类和主要控制方法。分别结合典型的深圆筒件、浅拉延件、V形件及U形件进行了破裂、起皱、回弹的CAE预测并提出了其主要控制方法，体现了运用CAE技术控制质量问题的重要性。从而避免质量问题，充分发挥仿真模拟的作用。
　　 运用成组技术、统计理念和工程科学的方法，结合汽车覆盖件分类的编码方法，根据现在我国冲压行业现状，提出建立基于典型覆盖件常见质量问题控制冲压基础数据的理念，介绍了该基础数据建立的意义，叙述了建立的步骤，完成了初步框架的构建。为以后汽车覆盖件模具的研究和生产提供依据。
　　 结合企业中采用高强度材料B340/590DP的左侧门槛中段高强度板横梁，根据该覆盖件特点运用CAE软件AutoForm进行初模拟，制定关键技术设计的方案，用UG进行CAD模面设计及CAE再次模拟分析，完成切边和回弹仿分析。把冲压件模拟结果和实际冲压结果进行对比。在此基础上，通过压料面、压边力和拉延筋等的综合优化，减小了回弹，保证了冲压件质量。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 汽车覆盖件制造技术概述

1．1．1 车身开发制造技术在汽车工业发展中的重要性

1．1．2 汽车覆盖件及其冲压加工概述

1．1．3 汽车覆盖件冲压仿真技术在汽车覆盖件制造中的应用

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 课题来源与研究意义

1．3．1 课题来源

1．3．2 研究意义

1．4 论文主要研究内容与结构

1．4．1 论文研究内容简介

1．4．2 论文结构安排

1．5 本章小结

第二章 汽车覆盖件冲压成形关键技术应用及仿真优化

2．1 汽车覆盖件冲压成形关键技术

2．1．1 引言

2．1．2 冲压方向及其选取原则

2．1．3 压料面及其选取原则

2．1．4 工艺补充面及其选取原则

2．1．5 拉延筋及其选取原则

2．2 汽车覆盖件模具设计CAD/CAE概述

2．2．1 CAD软件UG概述

2．2．2 CAE软件AutoForm概述

2．3 汽车覆盖件冲压成形关键技术的CAD/CAE设计与优化

2．3．1 基于AutoForm的汽车覆盖件冲压方向设计

2．3．2 基于UG/AutoForm的汽车覆盖件冲压压料面设计

2．3．3 基于UG/AutoForm的汽车覆盖件冲压工艺补充面设计

2．3．4 基于UG/AutoForm的汽车覆盖件冲压拉延筋设计

2．4 实例应用结果分析

2．5 本章小结

第三章 汽车覆盖件冲压成形质量控制及控制方法研究

3．1 汽车覆盖件冲压质量要求

3．2 汽车覆盖件质量对整车质量的影响

3．2．1 汽车覆盖件质量对车身外观的影响

3．2．2 汽车覆盖件质量对车身密封性的影响

3．2．3 汽车覆盖件质量对整车结构强度及零部件装配的影响

3．3 汽车覆盖件冲压成形常见质量问置及控制方法

3．3．1 破裂分析及其主要控制方法

3．3．2 起皱分析及其主要控制方法

3．3．3 回弹分析及其控制方法

3．3．4 另外一些常见缺陷

3．4 汽车覆盖件质量控制方法应用

3．4．1 汽车覆盖件冲压件现场质量控制方法

3．4．2 CAE技术在覆盖件冲压质量控制中的应用

3．5 本章小结

第四章 面向汽车覆盖件主要冲压成形缺陷控制的基础数据建立

4．1 引言

4．2 基础数据建立思想

4．3 面向典型汽车覆盖件主要缺陷控制的冲压基础数据建立

4．3．1 冲压基础数据建立的意义

4．3．2 冲压基础数据的建立理念与方法

4．4 本章小结

第五章 基于UG/AutoForm的汽车高强度板横梁冲压实例分析和质量控制研究

5．1 引言

5．2 某汽车横梁的初步CAE模拟以及模具型面关键技术的CAD建模

5．2．1 汽车横梁原始数模及工艺分析

5．2．2 汽车横梁的CAE初步模拟及相关冲压数据的导出

5．2．3 汽车横梁拉延模具型面的CAD建模

5．3 CAE仿真设置及模拟计算

5．3．1 汽车横梁冲压成形工序--拉延的CAE模拟

5．3．2 汽车横梁冲压成形工序——回弹的CAE模拟

5．4 仿真结果与试验结果对比分析优化及质量控制

5．4．1 汽车横梁的冲压试验结果与仿真结果对比分析

5．4．2 汽车横梁的回弹控制工艺法

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 研究工作总结

6．2 主要创新点

6．3 进一步研究的展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文

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