轿车地板件拉延成形数值模拟及工艺优化

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汽车工业代表着一个国家制造业发展的水平。整车开发周期主要取决于车身覆盖件的开发周期。如何提高板料成形技术,缩短覆盖件的开发周期,改善覆盖件的成形质量是世界各国竞相研究的一个课题。  轿车地板件是汽车车身内部重要的结构件,其形状复杂且起伏大,制件质量要求高,成形难度大,废品率较高;而且模具结构复杂,加工周期长,使制造成本增加,市场竞争力下降。  本文以GM通用汽车的P1轿车的地板为研究对象。对冲压工艺的拉延方向、压料面、工艺补充、拉延筋的位置、拉延筋和凹模圆角参数、毛料外形等内容进行了设计。  轿车地板件废品率高的最主要问题是零件裂纹和起皱,而这种缺陷目前在实际生产中只能凭经验来控制。本文采用使用AutoForm软件对地板的拉延成形过程进行了有限元模拟,分析了拉延筋形状、压边力大小、凹模圆角和润滑条件等工艺参数对成形的影响,给出了合理工艺参数,为工艺试验提供了指导。  确定了地板的拉延成形过程主要缺陷形式为裂纹和起皱。通过数值模拟,分析了工艺参数对成形缺陷和表面质量影响。通过优化工艺参数条件的数值模拟,给出了地板成形后的壁厚分布、成形极限图、平均应力和主应变分布规律。  设计制造了地板拉延成形模具,在数值模拟给出的工艺参数的基础上,进行了工艺试验,通过进一步调整工艺参数,最终获得了合格的制件。测试了地板制件的壁厚和尺寸精度,满足设计要求。
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