汽车车身冲压模具开发同步工程的关键技术研究及应用

论文摘要

随着我国近几年汽车工业的迅速发展,汽车企业之间的竞争日益激烈,降低产品成本、提高产品质量和缩短产品开发周期已经成为企业生存和发展的关键。本文以汽车车身冲压模具开发为研究对象,阐述了同步工程技术的基本理论,改进了汽车车身冲压模具开发的流程。分析了汽车车身冲压模具开发过程中应用的5项关键技术:计算机建模技术、虚拟制造技术、产品数据管理系统(PDM)、产品的工程性分析技术和冲压成形计算机辅助工程技术。本文着重研究了产品的工程性分析技术和冲压成形计算机辅助工程技术。在产品的工程性分析技术方面,总结了产品零件设计阶段要考虑的模具冲压工艺性、模具结构设计的可行性和模具制造成本控制等方面的问题。以大量的设计阶段零件为研究对象,对零件工艺方面和模具方面存在的缺陷进行了分析归类和总结。根据生产经验和成形分析结果,对每类缺陷提出了合理的修改方案,为以后车型的开发提供了宝贵的经验。在冲压成形计算机辅助工程技术方面,以AUTOFORM软件为工具,分析了冲压CAE的流程,评价成形性标准的成形极限图和在工程应用中基于CAE分析结果的成形工艺控制方法。研究了零件冲压成形过程中几类主要的成形缺陷,针对每类缺陷提供了AUTOFORM的预测结果,强调了CAE技术在汽车车身冲压模具开发过程中的重要作用。文章最后选取某车型的前门内板为研究对象,在AUTOFORM中建立了零件冲压的CAE模型,设定了数值模拟过程中的关键参数,并对其拉延成形过程进行了数值模拟。针对零件设计阶段的材料、工艺以及模具制造等方面存在的缺陷进行了深入的分析,最终针对缺陷提出了合理的修改建议,使零件能够满足模具设计制造的要求。验证了同步工程技术在汽车车身冲压模具开发过程中应用的合理性和必要性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪 论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外汽车车身冲压模具技术的发展现状
• 1.3 国内外汽车车身冲压模具开发同步工程技术应用的现状
• 1.4 课题来源
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 同步工程的基本理论和关键技术
• 2.1 同步工程的基本理论
• 2.1.1 同步工程的提出
• 2.1.2 同步工程的特点
• 2.2 汽车车身冲压模具开发同步工程的应用
• 2.2.1 传统的汽车车身冲压模具开发流程
• 2.2.2 同步的汽车车身冲压模具开发流程
• 2.3 汽车车身冲压模具开发同步工程的关键技术
• 2.3.1 计算机建模技术
• 2.3.2 虚拟制造技术
• 2.3.3 支持同步工程的集成系统平台—PDM
• 2.4 本章小结
• 第3章 产品的工程性分析技术和冲压成形CAE 技术
• 3.1 产品的工程性分析技术
• 3.1.1 车身零件的冲压工艺方案
• 3.1.2 车身零件的冲压工艺性分析和优化
• 3.2 冲压成形计算机辅助工程技术
• 3.2.1 非线性方程的解耦求解算法
• 3.2.2 板料有限元分析软件―AUTOFORM
• 3.2.3 AUTOFORM 进行覆盖件成形模拟的步骤
• 3.2.4 薄板冲压成形过程中常见的缺陷和CAE 的作用
• 3.3 本章小结
• 第4章 车身零件冲压模具开发同步工程应用实例
• 4.1 车身零件三维数模和初期工艺参数的选择
• 4.2 CAE 分析模型的建立
• 4.2.1 冲压方向的确定
• 4.2.2 冲压工艺补充和压边圈的设计
• 4.2.3 模具工具的定义
• 4.3 确定模具和成形工艺参数
• 4.3.1 板料板材的参数设置
• 4.3.2 模具参数的设置
• 4.3.3 毛坯形状设计
• 4.3.4 压边力的确定
• 4.3.5 拉延筋的布置和参数设置
• 4.3.6 破裂刀的布置和参数设置
• 4.4 产品冲压工艺性问题分析和改进
• 4.4.1 影响产品的制造成本问题
• 4.4.2 影响产品的成形工艺性问题
• 4.4.3 影响零件模具设计结构的问题
• 4.4.4 影响零件的成形过程问题
• 4.5 零件冲压模具开发应用同步工程技术前后的对比分析
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录