汽车前轮罩拉深成形工艺研究

摘要

汽车轮罩属于典型的汽车外覆盖件，在成形精度、周边尺寸、光洁度等方面具有较高的要求；且零件结构复杂，局部圆角较小，成形弧度和拉延深度较大，成形过程中易出现拉裂、起皱等缺陷。因此，轮罩覆盖件质量要求较高，成形过程难以控制，成形难度较大。
　　 压边力的大小及加载方式对成形件的质量有显著的影响，有效地控制压边力已成为一种重要的工艺措施。本文借助有限元模拟，重点探讨变压边力加载模式对零件成形质量的影响。首先，根据零件的结构和性能要求设计拉深数模。为了解决单件成形时侧向力较大的问题，保证制件质量和尺寸精度，采用左、右两件对称布置，一模两件成形；在此基础上选择合适的冲压方向，合理设计压料面的形状、结构和拉延筋的分布。其次，在恒定压边力条件下，对轮罩拉深成形过程进行有限元模拟，并应用正交试验对拉深工艺参数进行优化，得到最优参数组合。再次，综合国内外在变压边力加载模式方面的研究成果，从中优选八种典型的变压边力加载模式，分别进行有限元模拟，对比分析模拟结果，得出U型变压边力加载模式为最适合该件成形的变压边力加载模式。最后，借助人工神经网络和遗传算法对U型变压边力加载曲线进行优化，得到了最优压边力控制曲线。在该加载模式下，拉深件无起皱和拉裂缺陷，零件区域厚度分布均匀，整体成形质量较好，满足设计和使用要求。
　　 本文采用变压边力控制技术，将有限元模拟与现代优化方法相结合，解决了汽车轮罩成形困难、成形质量差的问题，对同类汽车覆盖件的模具设计和工艺准备具有一定参考价值。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2汽车轮罩覆盖件的工艺特点及常见缺陷分析

1.2.1汽车轮罩覆盖件的工艺特点

1.2.2汽车轮罩覆盖件成形常见缺陷分析

1.3变压边力成形研究现状

1.3.1变压边力控制方法

1.3.2变压边力成形设备

1.4课题来源和研究内容

1.4.1课题来源

1.4.2研究内容

1.4.3研究难点

第二章汽车前轮罩板拉深数模建模

2.1汽车前轮罩板结构特点及使用要求

2.1.1前轮罩板结构特点

2.1.2前轮罩板使用要求

2.2拉深凹模型面设计

2.2.1冲压方向的设定

2.2.2添加工艺补充面

2.2.3拉延筋的设置

2.3拉深凸模、压边圈及坯料设计

第三章基于恒定压边力的汽车前轮罩板数值模拟

3.1 DYNAFORM简介及动力显式算法基本原理

3.1.1 DYNAFORM简介

3.1.2动力显示算法基本原理

3.2有限元模型建立

3.3恒定压边力数值模拟

3.3.1工艺参数对成形质量的影响

3.3.2试验方案的确定

3.4数值模拟及优化结果分析

3.4.1利用正交设计确定有限元模拟方案

3.4.2试验结果分析

第四章变压边力加载模式有限元模拟

4.1 临界压边力值界定

4.2变压边力加载模式

4.3变压边力液压系统简介

4.4成形件质量评价指标

4.4.1破裂缺陷质量评价指标

4.4.2起皱缺陷质量评价指标

4.4.3抗凹性评价指标

4.4.4回弹问题评价指标

4.5变压边力加载模式数值模拟

4.6恒定压边力与变压边力加载数值模拟结果对比分析

第五章变压边力曲线优化

5.1人工神经网络和遗传算法简介

5.1.1人工神经网络

5.1.2遗传算法

5.2 U型变压边力加载曲线结构优化设计

5.2.1优化目标与设计变量的选取

5.2.2 BP神经网络建立

5.2.3遗传算法优化

5.2.4优化结果验证

第六章结论与展望

6.1全文总结

6.2研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文