【摘要】：2009年,中國以1379.10萬輛的汽車產量超過日本、美國、德國等汽車制造強國成為世界上生產汽車最多的國家。隨著汽車產量的連續(xù)增長和模具制造水平的不斷提高,汽車覆蓋件模具制造業(yè)也得到了快速發(fā)展。汽車覆蓋件包括外覆蓋件、內覆蓋件和骨架類覆蓋件。外覆蓋件是指汽車車身外表形狀的沖壓件;內覆蓋件是指汽車車身內部的沖壓件,它和外覆蓋件一起與骨架類覆蓋件焊接后形成白車身;骨架類覆蓋件(簡稱骨架件)是指連接內、外覆蓋件起加強作用的沖壓件。骨架類覆蓋件與一般沖壓件比較,具有結構尺寸大、形狀復雜、多為空間曲面等特點。骨架類覆蓋件一般采用連續(xù)沖壓成形技術制造,通常需要經過沖裁、彎曲、局部變形、翻邊、整形、沖孔、切斷才能完成,成形難度較高。本文以寶馬轎車BMW F45加強D柱(左/右)的連續(xù)沖壓成形為研究對象,主要做了以下的工作:對加強D柱進行了產品沖壓工藝性分析,設計了10工位的連續(xù)沖壓工藝方案,設計了排樣圖;應用AUTOFORM軟件模擬了加強D柱的連續(xù)沖壓過程,預測了成形過程中可能出現(xiàn)的各種成形缺陷;研究了毛坯的精確設計方法;較為深入地研究了連續(xù)模結構設計;通過試模,驗證了應用AUTOFORM軟件進行有限元數(shù)值模擬的可靠性和準確性以及模具結構設計的合理性。實踐證明,研究結果對于設計轎車骨架類覆蓋件連續(xù)沖壓工藝方案和連續(xù)模結構具有指導意義。本文的研究內容和結論如下:(1)骨架類覆蓋件一般為左、右對稱件,可以考慮在同一套模具上沖壓成形,這樣可以降低模具制造成本。(2)骨架類覆蓋件沖壓工藝方案一般是沖導正孔、切邊等分離工位在最前,局部變形、彎曲、翻邊、整形等成形工位在中間,沖孔、切斷等工位在最后。(3)骨架類覆蓋件一般不安排修邊工序,而采用精確設計毛坯外形尺寸的方法。應用AUTOFORM軟件可以滿足毛坯外形尺寸的要求。(4)一般情況下,應用AUTOFORM軟件對骨架類覆蓋件進行單工位多工序有限元數(shù)值模擬能夠滿足成形分析需求。如果在模擬中出現(xiàn)破裂、起皺等缺陷,可通過修改沖壓工藝方案或修改毛坯形狀的方法進行重新模擬予以解決。(5)應用AUTOFORM軟件進行單工位多工序有限元數(shù)值模擬,可以較準確地預測成形后零件的厚度變化,對加強D柱,其最大相對誤差為2.88%。(6)應用AUTOFORM軟件可預測回彈的大小,并可做回彈補償。轎車骨架類覆蓋件的回彈量通常較小,在設計模具的初期可以不考慮,在模具設計的后期根據(jù)產品的實際回彈量來修改模具的結構。(7)以加強D柱為例,對骨架類覆蓋件連續(xù)模的結構進行了較為深入的研究,總結了設計方法和要點,試驗證明方法可行。(8)通過沖壓試驗,證明確定的沖壓工藝方案以及有限元數(shù)值模擬結果和模具設計方法切實可行,對實際骨架類覆蓋件的連續(xù)沖壓成形工藝和模具設計具有指導作用。
[Abstract]:In 2009, China overtook Japan, the United States and Germany in producing 13.791 million cars to become the world's largest producer of cars. With the continuous growth of automobile output and the continuous improvement of die manufacturing level, the automobile panel die manufacturing industry has also been developed rapidly. Automobile panels include external panels, inner panels and skeleton panels. The outer panel refers to the stamping part with the appearance shape of the automobile body, and the inner panel refers to the stamping part inside the automobile body, which, together with the outer panel, forms a white body after welding with the skeleton cover. Skeleton panel (abbreviated as bone frame) refers to the stamping parts which connect the inner and outer panels to strengthen. Compared with the general stamping parts, the skeleton panel has the characteristics of large structure size, complex shape, spatial surface and so on. Skeleton panels are generally manufactured by continuous stamping technology, which usually need to go through blanking, bending, local deformation, flanging, shaping, punching, cutting and cutting, so the forming difficulty is high. In this paper, the continuous stamping forming of BMW F45 reinforced D column (left / right) of BMW car is taken as the research object. The main work is as follows: the stamping process of the strengthened D column is analyzed, and the continuous stamping process scheme of 10 stations is designed. The layout diagram is designed. The continuous stamping process of strengthening D column is simulated by AUTOFORM software, and all kinds of forming defects in the forming process are predicted, the accurate design method of blank is studied, and the structure design of continuous die is deeply studied. The reliability and accuracy of finite element numerical simulation with AUTOFORM software and the rationality of die structure design are verified by die test. The practice proves that the research results are of guiding significance for the design of continuous stamping process scheme and continuous die structure of car skeleton panels. The research contents and conclusions of this paper are as follows: (1) the skeleton panels are generally left and right symmetrical parts, which can be considered for stamping on the same set of dies. In this way, the die manufacturing cost can be reduced. (2) the stamping process scheme of skeleton panel is generally punching the leading hole, cutting edge and other separation stations in the front, local deformation, bending, flanging, shaping and other forming positions in the middle, punching. Cutting off equal station at the end. (3) skeleton panels generally do not arrange trimming process, but adopt the method of accurate design of blank shape and size. The application of AUTOFORM software can meet the requirements of blank shape and size. (4) in general, the application of AUTOFORM software to single station multi-process finite element numerical simulation of skeleton panels can meet the requirements of forming analysis. If the defects such as rupture and wrinkling occur in the simulation, they can be solved by modifying the stamping process scheme or modifying the blank shape. (5) the finite element numerical simulation of single station and multi-process is carried out by using AUTOFORM software. The thickness change of the parts after forming can be predicted more accurately. For the strengthened D column, the maximum relative error is 2.88%. (6) the springback size can be predicted by using AUTOFORM software, and springback compensation can be made. The springback of car skeleton panels is usually small, which can not be taken into account in the early stage of die design, and the structure of the die can be modified according to the actual springback of the product in the later stage of die design. (7) take strengthening D column as an example. The structure of continuous die for skeleton panel is studied deeply, and the design method and key points are summarized. The test results show that the method is feasible. (8) through stamping test, It is proved that the determined stamping process scheme, finite element numerical simulation results and die design method are feasible, which can guide the continuous stamping forming process and die design of actual skeleton panels.
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG386;U466

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