拼焊板制轿车门内板冲压成形工艺参数优化

论文摘要

近年来,随着全球对环保、能源和安全问题的日益重视,降低汽车重量、节能降耗减排和提高汽车安全性能己成为是汽车工业发展的三大主要目标。在低碳经济发展的大趋势下,与传统的车身用材料和制造工艺完美结合的一种激光拼焊板冲压成形技术得到广泛的应用。随之拼焊板冲压成形技术的研究也随之逐渐开展起来。本文阐述了激光拼焊板在车身设计制造的应用概况,同时分析了不同的板料厚度比、不同板料强度比、不同的焊缝位置、压边力、拉深筋以及摩擦条件等拼焊板固有参数和成形工艺参数对拼焊板成形极限和焊缝移动量影响规律。由于拼焊板制轿车门内板的外观形状复杂、异型孔较多、冲压成形性能难以评估,拟采用先进的有限元数值模拟仿真分析软件eta/Dynaform,对该产品的拉深成形工序进行成形性预测。首先,以典型的拼焊板盒形件冲压成形模拟仿真为例,分析了各个因素对拼焊板盒形件的成形极限和焊缝移动量的影响规律。作者利用正交试验设计,并运用有限元数值模拟软件Dynaform,研究了拼焊板盒形件分别在不同的板料厚度比、不同材料强度比、不同的焊缝位置、不同的压边力、不同的拉深筋阻力以及不同的摩擦条件下的拼焊板盒形件成形极限和焊缝移动量的研究,运用极差分析法,分析得出:影响各因素对拼焊板盒形件的成形极限和焊缝移动量的影响规律,为了保证拼焊板制车身零件的成形质量,板料厚度比不宜过小,一般不小于0.5,板料强度比一般在0.8～1.3之间,焊缝线的位置尽量设计在厚板一侧。最后,将拼焊板盒形件得到的结论为轿车拼焊板零件门内板的设计和生产实践提供了方法和理论指导,通过对拼焊板制轿车门内板拉深成形工序的数值模拟仿真分析,可以得出:通过设计合理的拉深筋和选择合理的压边力,加之采用二次拉深成形工艺,同时在垂直焊线方向设置一条工艺加强筋,从而提高了门内板的成形性能,并减少了焊缝的移动量。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 拼焊板应用概述
• 1.2 拼焊板冲压成形国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容及目的
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究目的
• 1.4 研究的可行性
• 2 影响拼焊板成形极限与焊缝移动的主要因素
• 2.1 差厚拼焊板成形工艺介绍
• 2.2 差厚拼焊板带来的模具上的差异
• 2.3 影响差厚拼焊板成形的主要因素
• 2.3.1 零件几何参数
• 2.3.2 冲压工艺参数
• 2.3.3 模具工艺参数
• 2.4 材料性能参数
• 2.5 影响拼焊板焊缝移动的影响因素分析
• 2.5.1 拼焊板焊缝移动基本原理
• 2.5.2 拼焊板焊缝移动因素分析
• 2.6 本文研究的主要因素
• 3 拼焊板盒形件冲压成形及焊缝移动研究
• 3.1 拼焊板盒形件冲压成形的仿真模型建立
• 3.2 拼焊板盒形件有限元模型
• 3.2.1 几何模型
• 3.2.2 有限元模型的建立
• 3.2.3 材料模型
• 3.2.4 边界条件
• c'>3.3 盒形件的成形性能判据 H/R_c
• 3.4 拼焊板板盒形件冲压成形的多因素正交优化分析
• 3.4.1 正交试验设计概述
• 3.4.2 正交优化试验安排及结果
• 3.4.3 正交优化试验结果分析
• 3.5 本章小结
• 4 拼焊板制轿车门内板冲压成形工艺参数优化
• 4.1 引言
• 4.2 零件概况
• 4.3 门内板冲压成形性分析
• 4.3.1 拉深方向的确定
• 4.3.2 工艺补充面的生成
• 4.4 拉深成形过程有限元分析模型的建立
• 4.4.1 有限元网格建立
• 4.4.2 模拟参数设置
• 4.4.3 模拟结果及缺陷分析
• 4.5 冲压工艺方案的优化
• 4.5.1 压边力对冲压成形性的影响
• 4.5.2 拉深筋对冲压成形性的影响
• 4.5.3 摩擦对冲压成形性的影响
• 4.5.4 二次拉深成形工艺
• 4.6 生产试验验证
• 4.6.1 试模设备及冲压模具
• 4.6.2 门内板成形产品及合检具图
• 4.7 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 主要研究结论
• 5.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录