论文部分内容阅读
板料冲压成形影响汽车覆盖件质量,AUTOFORM可以模拟板料冲压成形过程,预测成形缺陷,优化产品结构和工艺参数,指导模具设计和生产。本文主要以某厂提供的某轿车滑门前上补角作为研究对象,利用AUTOFORM模拟其成形过程并预测成形缺陷,根据模拟结果进行优化,为实际生产提供参考,高效、经济地获得合格产品。本文主要研究内容如下:1.简要介绍了有限元数值模拟,明确了汽车覆盖件结构特点、质量要求以及常见成形缺陷,并对板料成形数值模拟基本理论及AUTOFORM软件进行介绍。2.滑门前上补角结构复杂且拉深高度不均匀,凸台立面较陡,凸台顶部拉深高度大且不平整,成形较困难。以DC03作为模拟材料,最小冲压负角作为冲压方向,以展开的最小板料外扩20mm作为板料,根据经验公式计算初始压边力,凸凹模间隙为1.1倍料厚,进行初始模拟。初始模拟结果显示制件存在拉裂、过度减薄、拉深不足以及板料增厚等缺陷。3.针对初始模拟出现的缺陷,对冲压方向和压料面进行优化和调整,并研究冲压方向(Y向转角)、板料形状、摩擦系数、凸凹模间隙、凹模圆角半径和压边力对拉延成形的影响。研究表明,对于滑门前上补角:(1)Y向转角为10度时,板料变形均匀,成形质量较好;(2)矩形板料变形时的摩擦阻力和径向拉应力虽然比形状板料大,但并没有使拉深不足、压应力和材料增厚得到明显改善,反而加剧拉裂风险,材料利用率低;(3)摩擦系数为0.15时,板料径向拉应力适中,有效改善了起皱和拉深不足等缺陷,但是摩擦系数过大容易造成拉裂;(4)凸凹模间隙为1.1倍料厚时,板料所受径向力适中,能够缓解拉裂等成形缺陷,但是间隙过大时,径向拉应力变小会造成起皱或板料堆积;(5)凹模圆角半径为14mm时,进料阻力适中,凹模圆角半径增大,径向拉应力减小,会造成拉深不足,当凹模圆角半径过大时,容易造成板料增厚和起皱;(6)压边力在400KN时缺陷较少,过小容易造成拉深不足、起皱和波纹,过大容易造成拉裂。4.设置正交试验,分别对每组试验进行模拟和分析,获得最优参数组合为A2B1C1D3。最优参数组合模拟结果尚需优化,后续又进行了三次针对性的优化,最终获得符合质量要求的拉延件。5.添加冲孔和修边工序,分别对拉延和切边后的回弹进行模拟。切边后的回弹量处于0.81mm-2.40mm之间满足质量要求,切边后A、C和D区域的最大回弹量减少,B区域的最大回弹量有所增大。