重卡车架压型纵梁柔性化生产的应用与研究

论文摘要

汽车制造业是我国民族制造业的重要支柱产业。目前,随着我国市场经济的快速发展及国家开发西部政策的实施,重型汽车市场已呈现出了持续增长的发展趋势,生产方式由“单一品种、大批量、小批次”向“多批次、小批量、多品种”转变,整车各零部件的生产工艺也必须做出相应的转变,因此,各整车生产企业越来越重视柔性化生产技术,在实际生产中不断被应用。重卡底盘系统中的关键零部件之一是车架总成,被行业统称为汽车的“脊梁”,而车架总成的“脊梁”是车架纵粱。车架左、右纵梁在一套模具上一次性完成板料外形及制孔,等截面纵梁成形采用一套或变截面纵梁两套模具实现,“大批量、单一品种”的生产方式采用这种制造工艺及模具结构,但是不能满足多品种的生产要求,不利于对产品进行快速更新换代,与当前的生产方式矛盾。笔者在调研国内外重卡车架左、右纵梁生产工艺和充分考虑利用好公司内现有工艺装备的基础上,提出了一套完整的重卡车架左、右纵梁柔性化生产制造工艺方案：1)从利用好现有工艺装备角度考虑,纵梁加工采用冲压组合模新工艺,设计、制造全新结构的柔性化成组模具,实现不同品种的车架左、右纵梁成形,冲孔、制孔则根据产品结构和产量情况,可选择钻孔、模具冲孔、数控冲孔机冲孔等多种工艺方式,对于“Z”型弯纵梁在以上工艺基础上利用数控折弯机进行折弯。陕重汽目前主要采取此工艺方案加工各种车型的车架左、右纵梁。此工艺方案和与之对应的成组模具结构也是本课题研究的主要对象。2)引进国外汽车厂普遍采用的三面数控冲孔机冲孔和数控折弯新工艺,取代传统的车架左、右纵梁模具冲压工艺部分工序,但此工艺一次性投入较大,只能分步实施,陕重汽车公司通过两年的逐步实施,目前采用此工艺生产系列重型车车架左、右纵梁。论文采用板料成形仿真软件Autoform计算了K38车架左、右纵梁的毛坯尺寸,评估了零件的成形性。采用Autoform模拟了纵梁的冲压成形过程,分析了车架左、右纵梁成形工艺性,以及成形过程中可能会存在的各种成形缺陷,减少了实际试模次数,提高了产品质量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.1.1 课题的来源
• 1.1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外汽车车身冲压技术发展概况
• 1.2.1 车身冲压件设计技术
• 1.2.2 车架左、右纵梁制造工艺
• 1.2.3 车身制造CAPP/CAD/CAM的技术发展
• 1.3 板料成形数值模拟
• 1.3.1 板料成形数值模拟算法
• 1.3.2 板料成形数值模拟软件
• 1.4 课题研究内容
• 第二章 重卡车架左、右纵梁柔性化生产工艺
• 2.1 引言
• 2.2 车架左、右纵梁制造传统工艺
• 2.2.1 制造工艺分类
• 2.2.2 冲压工艺的传统方案
• 2.2.3 传统工艺与设备的特点及工艺难点
• 2.3 柔性化车架左、右纵梁生产工艺
• 2.3.1 产品形状与工艺分析
• 2.3.2 柔性化的车架左、右纵梁工艺设计
• 2.4 车架左、右纵梁柔性化生产工艺的优点
• 2.5 本章小结
• 第三章 柔性化车架左、右纵梁生产冲压模具设计
• 3.1 引言
• 3.2 陕汽重卡车架左、右纵梁产品介绍
• 3.2.1 重型车架左、右纵梁结构形式
• 3.2.2 降重心自卸车车架左、右纵梁结构形式
• 3.3 车架左、右纵梁柔性化组合冲压模具的开发与结构形式
• 3.3.1 落料冲孔模设计
• 3.3.2 压弯成形模设计
• 3.3.3 压弯成形模和落料冲孔模的组合方法
• 3.3.4 传统结构模具与柔性化成组模具的比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 车架左、右纵梁毛坯展开与成形过程模拟
• 4.1 引言
• 4.2 板料成形模拟基本算法
• 4.2.1 全量拉格朗日有限元方法
• 4.2.2 修正拉格朗日有限元方法
• 4.2.3 静力隐式有限元法
• 4.2.4 有限元逆算法
• 4.3 车架左、右纵梁毛坯展开与成形过程模拟
• 4.3.1 板料成形快速仿真软件Autoform简介
• 4.3.2 德龙K38车架左、右纵梁毛坯尺寸计算与成形性评估
• 4.3.3 K38车架左、右纵梁冲压成形过程模拟
• 4.4 本章小结
• 第五章 全文结论及展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要