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基于AUTOFORM轿车行李箱内板成形工艺优化及模具设计
| 论文题名： | 基于AUTOFORM轿车行李箱内板成形工艺优化及模具设计 |
| 关键词： | 轿车工程;行李箱内板;成形工艺;参数优化;模具设计 |
| 摘要： | 轿车行李箱内板是一种典型的汽车覆盖件，具有总体尺寸大、空间形状复杂、孔多等特点；其冲压工艺复杂，包括拉深、冲孔、翻边、整形、修边等多道工序。行李箱内板成形困难，成型过程中容易产生开裂、起皱等缺陷。为了缩短行李箱内板的模具开发周期、保证冲压质量，本文基于冲压成形CAE软件AutoForm，利用有限元分析方法，结合工程实际，对行李箱内板的成形过程进行了模拟仿真，预测并消除了缺陷，优化了成形工艺，设计了模具结构，投入了实际生产，获得了满意结果。主要工作如下： 1）针对行李箱内板的结构特点，设计了它的冲压成形工艺方案：包括冲压方向的设定、坯料形状尺寸的确定、压料面的设计、拉深筋的设置、工艺补充面的设计等。 2）基于AutoForm对轿车行李箱内板的拉深成形进行了初始模拟。行李箱内板为对称零件，取一半零件进行模拟。初始模拟时的工艺参数为：坯料外形尺寸为1700mm×1200mm、凹模圆角半径为15mm、凸模圆角半径为10mm、凸凹模间隙为0.65mm、压边力为500KN、摩擦系数为0.15。模拟后发现行李箱内板有三处区域发生开裂、一处区域发生起皱。 3）针对初始模拟时出现的问题，共进行了三次优化，最终消除了零件成形中的开裂与起皱缺陷。优化的工艺方案为：坯料形状由方形改为利于成形的不规则形状，坯料外形尺寸由1700mm×1200mm减小到1550mm×1120mm；开裂处的压料面向上抬高2mm来降低拉深深度；更改起皱处压料面的形状，保证压料面的展长小于零件对应处的展长；工艺补充部分的凹模圆角半径由15mm增大至18mm，凸模圆角半径由10mm增大至15mm；开裂区域的凹模圆角半径分别由14mm和3mm增大到18mm和4.5mm；开裂区域处对应的拉深筋阻力系数分别由0.35减小至0.3，易起皱区域处对应的拉深阻力系数由0.1增大至0.2；压边力由500KN降低到400KN等。最终确定的零件成形工艺参数为：坯料外形尺寸为1550mm×1120mm，凹模圆角半径为18mm，凸模圆角半径为15mm，凸凹模间隙为0.65mm，压边力为400KN，摩擦系数为0.15。 4）根据有限元仿真模拟结果及优化后的工艺方案，设计了模具结构，并投入实际生产。冲压生产出的行李箱内板尺寸合格率达到了92％，质量良好，验证了数值模拟的可靠性和工艺方案的合理性。 |
| 作者： | 罗慧娜 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 肖良红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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