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汽车后地板前横梁成形工艺分析与模具开发研究
| 论文题名： | 汽车后地板前横梁成形工艺分析与模具开发研究 |
| 关键词： | 汽车后地板前横梁;冲压成形;工艺参数;模具设计 |
| 摘要： | 汽车是一种大批量生产的工业产品，其车身的结构件以冲压成形为主。车身结构件成形质量的好坏对整车制造起到至关重要的作用。后地板前横梁作为汽车白车身骨架的重要结构件，布置于下车身，其主要功能包括：创造空间、提供整车承载能力、具有一定的碰撞吸能作用。使用要求方面，因其与周围零件存在多处焊接关系，因此对尺寸精度要求较高；其刚度也是影响车身疲劳强度的重要因素之一。在成形难度方面，其具有大挠度、小变形、塑性差、变形抗力大等特点；材料易发生流动不均匀，出现拉延不充分、破裂、起皱等缺陷，这些都加大了产品调试的难度。其成形工艺与产品质量、模具开发与生产成本及效率等密切相关，因此对其成形工艺与模具开发展开研究，就显得十分必要。为此，本课题从后地板前横梁的CAE分析，到该零件的拉延、冲裁、翻边整形类模具的设计开发，进行了系统地分析研究，旨在解决试模次数过多，一次试模成功率较低等问题，从而降低生产成本，主要研究工作包括： （1）基于后地板前横梁的结构特征，设计其冲压成形工艺方案：包括冲压方向的设定、坯料尺寸的确定、压料面及工艺补充面的设计等。在数值模拟软件Dyna Form中开展初次拉延成形工序仿真设置及模拟运算。模拟运算结果为，制品两端处反成形部位存在明显起皱现象，制品中部的小造型区底部圆角存在明显开裂现象。 （2）对于初次拉延模拟运算时呈现的若干种类型的缺陷，集中讨论了压边力F、凹模圆角半径R、摩擦系数f等工艺参数对拉延件成形质量的影响，进行三次优化，最终消除零件成形时起皱与开裂缺陷，得到最优工艺参数组合，即：压边力F=800kN、摩擦系数f=0.125、凹模圆角半径R=8mm，以此绘制了产品全工序工法图。 （3）基于上述模拟结果，结合产品全工序工法图，进行后地板前横梁的模具开发，即各工序三维模具实体建模，设计后地板前横梁的拉延、冲裁、翻边整形类等全工序，共计5套三维模具结构。 （4）按照最优的工艺参数组合和最佳的模拟运算结果，进行现场调试及验证。验证结果表明：后地板前横梁成形质量良好，为数值模拟结果正确提供了佐证，进一步通过符形检具与三坐标定点测量，冲压制品尺寸稳定，这些都为实际调试及后续的生产提供了重要的信息。模具完成验收，投入客户端进行生产；通过近四个月的实际生产监控，模具使用状态，处于行业领域内的较高水平。 本课题研究内容对解决冲压件调试周期及模具设计周期漫长等问题具有一定的理论意义和实用价值。 |
| 作者： | 王超 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 宋满仓;刘恒乐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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