发动机仓边梁盖板回弹控制研究及模具设计

摘要

高强钢板浅冲压成形件的回弹问题一直是一个难题。发动机仓边梁盖板结构较复杂，零件的孔位、凸缘、圆角等较多，并且拉深深度浅，冲压回弹量较大，在高强钢浅拉深汽车零部件冲压加工中具有代表性。本课题以某车型发动机仓边梁盖板为研究对象，重点提出了这类典型浅拉深件的回弹控制措施及模具设计方法，通过优化工艺参数及模具结构来提高零件成形质量。　　本文首先阐述了高强钢浅拉深覆盖件的成形特点，对高强钢的回弹机理和补偿理论做理论分析，重点归纳总结了拉深筋和拉深槛的结构、特点及应用方法。其次，在CATIA中建立发动机仓边梁盖板三维模型，并进行了冲压工艺补充面及压料面的设计，将设计好的数模利用Dynaform软件进行了成形模拟，针对模拟出现的破裂、起皱缺陷，采用增添拉深槛结构及改善数模形状的方式进行了改善。　　冲压件产生的回弹分为卸载回弹和切边回弹，对卸载回弹采用了两种方法进行了控制研究，一是通过设计拉深槛的方式，即研究了不同深度的拉深槛对其卸载回弹的影响规律，当深度H1=4.2mm左右时，回弹很小，二是通过Dynaform中的回弹补偿方法减小回弹。针对切边回弹控制，通过建立正交实验，以工艺参数为自变量，以成形指标为目标函数，得到了一组回弹最小的最优的参数组合。将零件冲压工序定为落料-修边-剖切冲孔修边-翻边整形，并对每个工序进行了工艺分析，重点对发动机仓边梁盖板整体冲压模具进行了结构设计和模具关键部位的介绍。　　本文对发动机仓边梁盖板冲压过程进行了系统全面的研究，包括建模、工艺分析、成形及回弹仿真、质量优化、模具设计、试验验证。最终达到了回弹大幅减小，提升产品质量的目的。本文针对高强钢浅成形回弹控制的研究和对仓边梁盖板成形的优化设计成果，对今后类似高强钢浅拉深件的回弹控制可提供一定供参考依据，具有工程应用价值。

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1 绪论

1.1引言

1.2课题提出的背景和意义

1.3轿车高强钢板冲压成形的回弹研究现状

1.4 主要研究内容

2 高强钢覆盖件浅冲压与回弹问题

2.1高强钢板概述及其在当前汽车上的应用

2.2常见冲压件缺陷分析及控制措施

2.3高强钢零件浅拉深冲压成形

2.4板料回弹机理及补偿理论

2.5基于拉深筋和拉深槛的回弹控制

2.6本章小结

3发动机仓边梁盖板的冲压成形工艺分析

3.1发动机仓边梁盖板三维模型的建立

3.2发动机仓边梁盖板零件几何特征及成形特点

3.3发动机仓边梁盖板压料面的设计

3.4冲压方向的确定

3.5发动机仓边梁盖板工艺补充面

3.6 发动机仓边梁盖板零件初步成形工艺拟定

3.7毛坯形状和尺寸的确定

3.8发动机仓边梁盖板有限元模拟设置

3.9发动机仓边梁盖板冲压仿真及其模型参数优化

3.10本章小结

4 发动机仓边梁盖板卸载回弹控制研究

4.1成形后的卸载回弹模拟

4.2卸载回弹控制措施

4.3本章小结

5 发动机仓边梁盖板切边回弹控制研究

5.1 Dynaform切边回弹模拟

5.2正交实验特点介绍

5.3正交实验最佳参数组合有限元仿真

5.4各实验指标的影响因素分析

5.5本章小结

6 发动机仓边梁盖板冲压工艺及模具设计要点

6.1整体成形工序设计

6.2覆盖件冲压模具

6.3发动机仓边梁盖板整体模具结构设计要点

6.4发动机仓边梁盖板物理实验验证

6.5本章小结

7 结论及展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果