汽车覆盖件模具型面精细化设计与工艺优化技术研究

论文摘要

随着国内外汽车市场竞争的日益加剧,汽车开发周期越来越短,白车身质量要求也越来越高。制约模具开发周期的关键环节精细化模面设计技术已成了各国模具企业竞争的焦点。所谓精细化模面设计技术,即在精确评估覆盖件产品成形性的前提下,通过合理设计压料面形状,工艺补充以及在不同的位置设置各种形式的拉延筋,工艺包,同时采用各种防回弹措施,并考虑对后续所有工序的影响,最大限度减少对钳工的要求,确保一次试模合格率。这包含两个方面的要求一方面是对零件的成形性和工艺性有非常准确的预判,第二个方面是模面设计时能够采用恰当的工艺措施。本文以汽车覆盖件零件为例,依托CAD/CAE软件为工作平台,运用板料冲压变形的相关理论对拉延模型面设计过程中发生的一些难点问题进行了系统的研究。主要工作和结果有以下几点:1)针对推行精细化模面设计中的普遍难题——起皱问题,本文进行了深入的分析,得出各种起皱现象的产生机理及预防措施。2)对精细化模面设计的一个难题:外观件上冲击线的形成机理、影响因素进行了模拟分析,得出了各种工艺参数对控制冲击线的影响程度,为在模面设计阶段如何提高外覆盖件的外观质量和材料利用率提供了依据。3)从工程应用的角度总结常见的U型件高强度板回弹问题的处理方法,并尝试采用新兴的模具型面回弹补偿迭代技术来纠正复杂零件的回弹,成功地解决了吉利某车型地板通道的回弹问题。4)在某轿车整体侧围的设计中,开始把冲压工艺的后续问题提前到模面设计阶段加以预防和解决,优化了冲压工艺,用包括落料在内的5个工序完成了所有冲压任务,达到模具发达国家的设计水平,充分体现和实现了精细化模面设计在优化工艺设计中的关键作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 本文研究的背景
• 1.2 模面设计的核心地位
• 1.3 模具企业所面临的问题和挑战
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 汽车覆盖件的冲压变形分析
• 2.1 基于应力应变理论的板料变形的定性分析
• 2.2 覆盖件零件变形的分析方法
• 2.3 冲压变形趋向性规律在变形分析中的应用
• 2.4 基于坐标网格应变分析技术的板料变形的定量分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 板料起皱机理与解决方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 覆盖件（薄板料）拉深时重力作用对起皱的影响
• 3.3 不均匀拉深对高强板起皱的影响
• 3.4 产品复杂型面在压料面引起的起皱
• 3.4.1 后地板零件的特点与要求
• 3.4.2 后地板CAE模拟分析
• 3.4.3 后地板数值模拟结果分析
• 3.4.4 方案调整后后地板一次拉延数值模拟结果分析
• 3.4.5 门内板二次拉延应用研究
• 3.5 拉延数模工艺补充部分角部有两级台阶的情形
• 3.5.1 NAVECO左右门内板下部拉延工艺数模四种方案比较
• 3.5.2 NAVECO左右门内板下部拉延工艺数模四种方案仿真分析结果
• 3.6 本章小结
• 第4章 覆盖件冲击线产生原因及影响因素
• 4.1 引言
• 4.2 覆盖件冲击线研究
• 4.2.1 几何工艺模型和有限元单元设置
• 4.2.2 冲击线影响因素设置
• 4.2.3 模拟结果分析
• 4.3 仿真分析总结
• 4.4 实冲验证
• 4.5 本章小结
• 第5章 模面设计中回弹问题应对
• 5.1 引言
• 5.2 回弹的机理
• 5.3 回弹对模具生产的影响
• 5.4 冲压工艺的回弹控制技术
• 5.4.1 零件回弹预防措施
• 5.4.2 U形零件回弹的机理及控制方法
• 5.4.3 回弹补偿技术
• 5.5 本章小结
• 第6章 轿车整体侧围冲压工艺优化
• 6.1 引言
• 6.2 零件侧翻边处工艺分析
• 6.3 门框处工序布置
• 6.4 轮罩处工序布置
• 6.5 顶盖和后门外板工序优化
• 6.6 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 完成的主要工作
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士学位期间完成的学术论文